WO2013174504A1 - Procede de pilotage d'au moins un actionneur piezoelectrique d'injecteur de carburant d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Procede de pilotage d'au moins un actionneur piezoelectrique d'injecteur de carburant d'un moteur a combustion interne Download PDF

Info

Publication number
WO2013174504A1
WO2013174504A1 PCT/EP2013/001492 EP2013001492W WO2013174504A1 WO 2013174504 A1 WO2013174504 A1 WO 2013174504A1 EP 2013001492 W EP2013001492 W EP 2013001492W WO 2013174504 A1 WO2013174504 A1 WO 2013174504A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage
piezoelectric actuator
injector
load
nominal
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/001492
Other languages
English (en)
Inventor
Michael LEBLON
Alain Atanasyan
Jérémie MEMAIN
Original Assignee
Continental Automotive France
Continental Automotive Gmbh
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 Continental Automotive France, Continental Automotive Gmbh filed Critical Continental Automotive France
Priority to US14/403,446 priority Critical patent/US10177299B2/en
Priority to CN201380026732.1A priority patent/CN104520565B/zh
Priority to IN9334DEN2014 priority patent/IN2014DN09334A/en
Publication of WO2013174504A1 publication Critical patent/WO2013174504A1/fr

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/802—Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2037—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit for preventing bouncing of the valve needle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2051—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using voltage control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling at least one piezoelectric fuel injector actuator of an internal combustion engine of a vehicle, said at least one piezoelectric actuator acting on a valve means for opening or closing said injector, respectively allowing or stopping the injection of fuel into a combustion chamber of the engine, comprising the following steps:
  • a piezoelectric actuator is mainly composed in a known manner of a stack of ceramics defining a determined length, which has the property of seeing this length modified under the effect of an electric field and conversely to produce an electric field under the effect of mechanical stress; this stack is arranged in an injector between an abutment and a valve means and operates in summary as follows: when applying an electric charge, by means of an electrical voltage, to the piezoelectric actuator, its length increases and opens the valve means of the injector that releases pressurized fuel into the combustion chamber. At rest, that is to say in the closed position of the valve means, there is a clearance between the piezoelectric actuator and the valve means in order to guarantee the closure of this valve means and to prevent leakage of the valve means. uncontrolled fuel to the combustion chamber.
  • a piezoelectric actuator must be biased to a reference value, which is done at the factory during the manufacture of said actuator and before commissioning the engine in a vehicle.
  • a polarization called initial polarization, consists in applying an electric charge via a determined voltage, called the bias voltage, for a determined time, also to the terminals of the piezoelectric actuator, which has the effect of to orient the crystalline structure of the latter in the direction of the electric field imposed on the piezoelectric stack, which corresponds to the direction in which the size variation of the piezoelectric actuator is desired. After removal of this initial bias voltage across the piezoelectric stack, the latter retains for its subsequent use a state of remanent polarization.
  • a piezoelectric actuator tends to lose this initial polarization, in particular because of a predominantly urban use of the vehicle which results in low engine speeds and therefore low nominal electrical voltages.
  • the nominal power supply voltage or control voltage applied to a piezoelectric actuator for the opening of an injector is adjusted according to the requested torque and the engine speed. In particular and if necessary, it is adjusted according to the value of the fuel pressure which opposes the opening of the valve means of the injector, and more generally to the energy required to open the valve. valve means of the injector.
  • This adjustment of the electric charge supplied to the piezoelectric actuator is thus optimized in particular as a function of the resistance force opposed by the fuel pressure and thus avoids or aims at reducing a slam of the injector under the effect of the application of an opening force of the valve means much greater than this resistance force.
  • the slamming of an injector is essentially due to the shock of the piezoelectric actuator when it reaches a mechanical stop during its elongation under the effect of an opening control of the injector.
  • the injectors in particular for internal combustion engines operating with diesel fuel under high pressure, are preferably designed so that the fuel pressure is used so that it applies, in the closing position of the injector, the side of the valve means maintaining it in the support position on its seat.
  • the electric charge necessary for the control of the opening of the injectors can be adjusted by preventing the noise generated by this opening of the injectors being audible beyond the general engine noise, that is to say that Mapping of the nominal injector opening voltages is established in the factory according to the engine speed.
  • the increase of this game induces a less precise control of the actuator, or drift, which can lead to the loss of one or more injections of small quantities of fuel, for example so-called pilot injections, the injector having more time to compensate for the clearance and to open the valve for short opening times, which leads to an increase in rattling-type motor noise (combustion of the main injection with a high pressure gradient due to lack of pilot injection), and pollution, as well as inconvenience of driving.
  • the drift of the piezoelectric actuator causes poor control of the amount of fuel actually injected into the combustion chamber.
  • FIGS. 1a and 1b relate to schematic diagrams of an exemplary piloting, according to the prior art, of a piezoelectric actuator injector, for which: the diagram of FIG. 1a is an example of a profile of the electrical voltage applied to the terminals of the piezoelectric actuator as a function of time during the opening of the injector; and the diagram of FIG. 1b shows an example of a charge current intensity profile applied to the piezoelectric actuator as a function of time.
  • the time scale on the two diagrams is represented in a synchronized manner: for example, the four vertical dashed lines 1, 2, 3, 4 plotted straddling the two figures 1a and 1b correspond to four times t-, t 2 , t 3 , t 4 different on the time scale, respectively, each of these four instants t ,, t 2 , t 3 , t 4 being the same for the two diagrams.
  • the applied load voltage Uinj represented on the ordinate axis, comprises a constant and continuous gradient from the instant ti which corresponds to the opening control of the injector up to the instant t 2 corresponding to a nominal voltage level Uc of control of the piezoelectric actuator applied for the opening of the injector, that is to say for the elongation or the relaxation of the piezoelectric actuator;
  • this nominal voltage level Uc is predetermined by an engine injection map (not shown), and corresponds to the minimum voltage necessary to obtain an opening of the injector, producing in particular a minimum noise, adapted for a requested engine torque and a engine speed.
  • the nominal voltage Uc shown in FIG. 1a is smaller than the bias voltage Up of the piezoelectric actuator.
  • the voltage Uinj applied to the piezoelectric actuator is then kept constant at the nominal voltage Uc, generally because the piezoelectric element behaves like a capacitor, it keeps its voltage Uc applied to its terminals.
  • This tension nominal Uc is kept constant until time t 3 corresponding to the closing command of the injector, which is represented on the abscissa axis t corresponding to the time scale.
  • the voltage Uinj decreases until time t 4 for the closure of the injector, resulting from an electrical discharge of the piezoelectric actuator which thus regains its initial contracted length. corresponding to the closure of the injector.
  • the electric discharge can be obtained for example by means of short-circuiting the terminals of the piezoelectric actuator.
  • FIG. 1b shows schematically on the ordinate axis I corresponding to the charge / discharge current flowing through the piezoelectric actuator, a first charge current intensity curve Ic, between the instants and t 2 , corresponding to the applying the nominal voltage Uc to open the injector by increasing the length of the actuator, and a second discharge current intensity curve Id for closing the injector corresponding to the fall of the voltage Uinj between the instants t 3 and t 4 , resulting from an electric discharge of the piezoelectric actuator, for example by short-circuiting the terminals of the latter, in order to obtain a rapid contraction of this last and so the closing of the injector.
  • the electric charge Qc applied to the piezoelectric actuator for the opening of the injector can be calculated in a known manner from the area 9 in FIG. 1b, defined between the curve of the pulse of the charging current and the and the t-axis of the abscissae; it is the same with the electric discharge Qd applied to the piezoelectric actuator to close the injector, from the area 10 in FIG. 1b, defined between the curve of the pulse of the discharge current Id and the axis t abscissae for closing the injector, and which is for example substantially equal to - Qc.
  • the electrical control time of the injector is defined as the time of maintenance of the electric charge which is applied to the piezoelectric actuator. This is precisely the time between the opening command and the closing command of the injector; it is therefore between t 3 and as shown in the figures.
  • the invention aims to overcome the above drawbacks and more broadly to improve the performance of a piezoelectric injector, and proposes an on-board method for controlling a piezoelectric controlled injector. More specifically, the invention consists of a method for controlling at least one piezoelectric actuator, as defined at the beginning of the description in the technical field to which the invention relates, characterized in that it is applied from a motor control unit on board the vehicle in operation, and further comprising a step of applying to the piezoelectric actuator on said nominal control load, after the application thereof and before the a step of controlling a closing of the injector, at least a second electric load, called polarization load, additional to said nominal control load, so as to polarize the piezoelectric actuator during an opening phase of the injector and . during fuel injection into the combustion chamber.
  • polarization load additional to said nominal control load
  • the present invention makes it possible to maintain the polarized piezoelectric actuator from its factory exit, during the use of the vehicle, automatically during the use of the latter, without requiring an engine stop, and thus makes it possible to increase the longevity of said actuators while reducing maintenance interventions.
  • the present invention makes it possible to improve the performance of the injector, by decreasing the drift of the clearance between the piezoelectric actuator and the valve means, and finally by allowing a better control of the quantity of fuel injected into a chamber. of combustion.
  • the application of a bias load to a piezoelectric actuator operating on a vehicle is not normally possible because of the noise that such a bias voltage would generate, affecting the driveability of the vehicle.
  • the application according to the invention in at least two times of an electrical charge on the actuator, a first time for the nominal control of the piezoelectric actuator as a function of the injection calibration, then a second time for the polarization of the latter, prevents the polarization operation generates engine noise and including snaps of injectors.
  • the method according to the invention can advantageously be implemented in an engine control unit (ECU for Engine Control Unit in English) of the vehicle by means of a software for implementing the method, for controlling all the injectors of the vehicle. engine. It should be noted that the method according to the invention can be integrated into the ECU computer of existing vehicles by means of a simple modified software for controlling / controlling the piezoelectric actuators of the engine injectors.
  • said polarization load defined by a corresponding current profile applied to the piezoelectric actuator, is decoupled from said nominal control load, that is to say separated from it in time.
  • the decoupling of charges used here in the sense of a charge separation in time, in that the bias charge occurs temporally after the main charge current has become zero, at least for a moment, of the order of a few micros, allows not to change the nominal control load of the piezoelectric actuator, conventionally applied by the engine control unit in connection with the requested engine torque or the engine speed, and to make the polarization overload independent of this nominal control charge.
  • said first and second electrical charges are obtained by the respective application of first and second electrical voltages, said nominal charging voltage and bias voltage, said second voltage being greater than the first.
  • bias voltage which is a high voltage
  • a nominal control voltage of the actuator is normally not possible because of the injectors that it would cause, at least in motor diets excluding the highest diets.
  • the division of the voltage applied to the actuator provides a solution to this problem, and advantageously allows a decoupling of the nominal load and bias currents applied to the piezoelectric actuator.
  • This step of the voltage applied to the actuator as a function of time during the charging of the piezoelectric actuator makes it possible to act with a view to reducing the noise of the injector during the second so-called polarization load.
  • the application of the first voltage with a limited energy will allow to engage the phenomenon of opening the injector, and advantageously open the injector, and the second so-called bias voltage will then be applied.
  • the load bearing can be reduced to a minimum and be almost imperceptible, for example decreased to a very small fraction of a second, of the order of about one microsecond, or to form a more marked bearing equal to or greater than several microseconds, for example from 10 to 100 ps.
  • the load can act on the time separating the nominal load and the bias load applied to the piezoelectric actuator, for example as a function of the time available for the application of the polarization load between the opening load of the injector and discharge for the closure of the latter.
  • fuel injection through said injector is performed in several times comprising at least one main injection, said bias voltage being applied during the main injection.
  • the main injection makes it possible to have a longer time for a more effective polarization during the injection phase.
  • the step of controlling the closing of the injector comprises the application of a first electrical discharge of the piezoelectric actuator up to the nominal control load of the latter, followed by a second electrical discharge of the actuator until closing of the valve means.
  • said first and second electric discharges of the piezoelectric actuator are decoupled, that is to say separated in time.
  • the first electrical discharge of the piezoelectric actuator up to the nominal control load is obtained by the application of a first discharge electric current, reducing the voltage across the piezoelectric actuator up to the nominal charging voltage, and the second electric discharge of the actuator is obtained by the application of a second discharge electric current.
  • the division of the electric discharges advantageously allows a decoupling of the discharge currents applied to the actuator.
  • the discharge stage can be reduced to a minimum and be almost imperceptible, for example decreased to a very small fraction of a second, of the order of about one microsecond, or else form a more marked bearing equal to or greater than several microseconds, for example 10 to 100 ps.
  • the discharge stage advantageously makes it possible to act on the time separating the discharges applied to the piezoelectric actuator for closing the injector, for example as a function of the available time remaining before this closing of the injector.
  • the discharge stage advantageously acts on the decoupling polarization and nominal discharge currents applied to the actuator.
  • said step in the evolution of the voltage applied to the piezoelectric actuator in time during an electric discharge thereof is at a voltage lower than the nominal charging voltage, in order to take into account a phenomenon of elongation hysteresis of the piezoelectric actuator.
  • This characteristic makes it possible, in particular, to interface software for implementing the method according to the invention with an existing injector control mapping already implemented in an engine control unit, without modifying the latter.
  • the implementation of a software implementation of the method according to the invention thus substantially does not change the amount of fuel leaving an injector for a given electrical control time opening of said injector.
  • the polarization charge is deactivated above a predetermined threshold value of torque or rotational speed of the engine.
  • the polarization charge is preferably applied continuously and continuously over all the engine speeds. However, it is conceivable to deactivate this bias load at high engine speed or at high load because the nominal control voltage of a piezoelectric actuator is then close to the bias voltage. The application of a polarization load is all the more effective and useful as the nominal control load of the actuator is low.
  • the increase in electrical voltage between the nominal charging voltage and the bias voltage is between 5 and 40 volts, to achieve a maximum bias voltage value of the order of 140 volts, for example.
  • FIGS. 1a and 1b already commented on above, represent two synchronized schematic diagrams of an exemplary control method of a piezoelectric actuator example, according to the prior art, relating respectively to:
  • FIG. 2a represents two synchronized schematic diagrams of the profile of the voltage at the terminals of the piezoelectric actuator as a function of time during the opening of the injector, according to a first (dotted) and a second (continuous line) exemplary embodiments of a control method according to the invention of a piezoelectric actuator.
  • FIG. 2b shows two schematic diagrams synchronized with FIG. 2a, a first (dashed) and a second (dashed line) intensity profiles of the charging / discharging current flowing through the piezoelectric actuator as a function of time, corresponding respectively to the first and second profile examples of the voltage of Figure 2a.
  • FIG. 3a represents a schematic diagram of the profile of the voltage at the terminals of the piezoelectric actuator as a function of time during the opening of the injector, according to a third exemplary embodiment of a control method according to the invention a piezoelectric actuator.
  • FIG. 3b represents a schematic diagram synchronized with FIG. 3a, of the intensity profile of the charge / discharge current flowing through the piezoelectric actuator as a function of time, corresponding to the third profile example of the voltage of FIG. 3a.
  • FIGS. 2a and 2b uses the same basic schematic diagrams as FIGS. 1a and 1b according to the prior art, respectively, on which the first example of the method according to the invention has been applied. as will be described in more detail below.
  • the corresponding examples of basic profiles of electrical voltage and current intensity, corresponding to the opening and closing of the injector, are therefore identical in FIGS. 2a and 2b and in FIGS. 1a and 1b, respectively , translating the same first basic example of piloting a piezoelectric actuator for the opening and closing of an injector.
  • These basic signals of the control of a piezoelectric actuator will therefore not be described more fully in the context of the description of the first exemplary embodiment of the method according to the invention with the help of FIGS.
  • FIGS. 2a and 2b two vertical dotted lines 5 and 6 are plotted straddling the two FIGS. 2a and 2b, which respectively correspond to two different instants t 5 and t 6 on the time scale t, each of these two instants t 5 and t 6 being the same for the two diagrams 2a and 2b, the instants t 5 and t 6 being between the instants t 2 and t 3 as explained in detail below.
  • control electronics of a piezoelectric actuator is also known to those skilled in the art and will not be described in more detail here.
  • the control electronics as known may be suitable.
  • the control method of the piezoelectric actuator according to the invention can be implemented by means of control software that will be implemented in the engine control unit of the vehicle.
  • the first example of a process shown diagrammatically in FIGS. 2a and 2b is an exemplary method for controlling at least one piezoelectric fuel injector actuator of an internal combustion engine of a vehicle, said at least one piezoelectric actuator acting on a valve means for opening or closing said injector, respectively allowing or stopping the injection of fuel into a combustion chamber of the engine. It is specified here that the terms "opening and closing of the valve means of the injector” and “opening and closing of the injector” are considered equivalent. It should be noted that only the control signals in voltage and in charge current intensity applied to and through the piezoelectric actuator have been shown in the figures, the method according to the invention described being applicable to a combustion engine. internal known type with injectors also known type, which have not been represented.
  • the driving method according to FIGS. 2a and 2b is applied from an ECU engine control unit (not shown) of known type on board the running vehicle, for example by means of a control software implemented in the engine control unit, and comprises the following steps:
  • the polarization charge Qp defined by a corresponding current profile applied to the piezoelectric actuator, is advantageously decoupled from the nominal control load Qc, resulting in the example in the fact that the end of the control charge Qc and the beginning of the bias charge Qp are separated by a time t 5 - 1 2 which is not zero.
  • the first Qc and second Qp electrical charges are for example obtained by the application of a first Uc and a second electrical voltage Up, called voltage Uc of nominal load and polarization voltage Up of piezoelectric actuator, respectively, the bias voltage being greater than the voltage Uc rated load electric.
  • This voltage bearing 7, representing the time elapsing between the end of the application of the control electric charge Qc opening the actuator and the beginning of the application of the polarization load, an equal time at t 5 - t 2 can be between 0 (excluded) and a few microseconds, or else form a more marked bearing of the order of several microseconds, for example from 10 to 100 ps, depending on the conventional time available to apply a polarization load during opening of the injector, given by the engine control unit.
  • the minimum time is preferably set so that the charges Qc and Qp are decoupled, i.e. they are separated in time.
  • the voltage gradients applied across the piezoelectric actuator, between the instants and t 2 on the one hand for controlling the opening of the injector, and after the instant t 2 on the other hand are shown in FIG. 2a as having the same value or substantially the same value. It should be noted, however, that these gradients may be different from each other.
  • FIGS. 2a and 2b illustrate, for example, a main fuel injection, it being understood that the method according to the invention can be applied to a cycle comprising multiple injections, in particular carried out in several times, comprising at least one main injection. , for example at least one pilot injection and at least one main injection, said charge Qp or bias voltage Up being preferably in this case applied during the main injection.
  • the bias voltage Up at the terminals of the piezoelectric actuator remains constant, generally because the piezoelectric element behaves as a capacitor, it retains the voltage applied across its terminals until the electric discharge of the actuator for the first time. closing the injector or until the electric discharge of the polarization, that is to say until time t 3 for the first case (second example), as detailed below.
  • the step of controlling the closing of the injector comprises the application of a first electric discharge Qdp of the piezoelectric actuator up to the nominal control load Qc thereof, or substantially this nominal load Qc, followed by a second electric shock Qdc1 of the actuator to the closure of the valve means, as shown in the dashed portion of the figure 2b.
  • the first discharge Qdp is applied before time t 3 , ie before the closing of the injector, so that the first Qdp and the second Qdc1 electric discharges of the piezoelectric actuator are decoupled, as shown. in Figure 2b.
  • the decoupling of the discharges Qdp and Qdc1 results in the existence of a non-zero delay between the instant t 6 corresponding to the end of the polarization discharge Qdp and the subsequent instant t 3 corresponding to the beginning of the control discharge Qdc1 of the closure of the injector.
  • the first electric discharge Qdp of the piezoelectric actuator up to the nominal control load Qc advantageously consists of a first electric discharge current reducing, for example, the voltage at the terminals of the piezoelectric actuator up to the voltage Uc of nominal load, the second electric discharge Qdc1 of the actuator being constituted by a second electric discharge current until the piezoelectric actuator returns to its initial length causing the injector to close.
  • the first and second discharge electric currents can for example be obtained by short-circuiting the terminals of the piezoelectric actuator.
  • This voltage bearing 8 representing the time elapsing between the instant t 6 of the end of the application of the electric shock discharge Qdp of the actuator and the time t 3 after the start of the application of the control discharge Qdc1, that is to say a time equal to t 6 - 1 3 , can be between 0 (excluded) and a few microseconds, or else to form a more marked bearing of the order of several microseconds, for example from 10 to 100 ps, according to the conventional time available for applying the control discharge for closing the injector, given by the engine control unit which imposes the opening time of the injector.
  • the minimum time is preferably set so that the electric discharges Qdp and Qdc1 are decoupled, i.e. they are separated in time.
  • the voltage drop gradients applied to the piezoelectric actuator in FIG. 2a are shown in Figure 2a as having the same value or substantially the same value. It should be noted, however, that these gradients may be different from each other. In addition, the discharge gradient (s) may be different from the charge gradient (s).
  • this second example presents in FIGS. 2a and 2b, a common part with the first example described above, which comprises the control of the charge Qc of opening of the injector and the control of the polarization charge Qp, as shown.
  • the difference lies in a different mode of controlling the discharge of the piezoelectric actuator to close the injector, after having applied the polarization charge Qp.
  • This difference lies more precisely in the absence of a voltage plateau in the discharge of the actuator, resulting from an electric discharge Qdc2 of the actuator in this second example made at one time from time t 3 until at time t4, as shown in Figure 2b.
  • the discharge voltage drops between instants t 3 and t 4 , reaching a zero value at time t 4 , corresponding to the closing position of the injector, according to a constant gradient.
  • the first discharge Qdp of the first example is therefore non-existent, and the only discharge Qdc2 is here applied at time t 3 from the bias voltage Up, and represents the closing of the injector in a command unique from the polarization voltage Up.
  • this second embodiment depends on the available opening time of the injector and, where appropriate, the permissible noise level for closing the injector. This second embodiment, if applicable, makes it possible to have a longer duration of maintaining the actuator at the bias voltage Up.
  • FIGS. 3a and 3b will now be described in relation to the third preferred embodiment of a control method according to the invention of a piezoelectric actuator. It should be noted that this third example shows in FIGS. 3a and 3b, a common part with the first example described above with the help of FIGS. 2a and 2b, which comprises the control of the opening load Qc of the injector and control of the bias charge Qp, as shown.
  • This third example is also similar to the first example in FIGS. 2a and 2b relative to the discharge of the piezoelectric actuator, in that this discharge also comprises, in this third example, a bearing 8 in the evolution of the discharge voltage, as represent.
  • FIGS. 3a and 3b the references used are identical to those of FIGS. 2a and 2b, first example, for means, elements, or similar events.
  • the discharge voltage bearing 8 according to this third example is advantageously at a voltage level lower than the level of the control charge voltage Uc, in order to take into account a hysteresis phenomenon of the piezoelectric actuator.
  • an isotension discharge bearing 8 is carried out at the terminals of the piezoelectric actuator, with the load bearing 7; that is to say that the length of the piezoelectric actuator at the discharge stage is not the same as that corresponding to the load stage 7, taking into account the elongation hysteresis of the piezoelectric actuator, dependent of the actuator itself. This length at the landfill is actually larger.
  • the third example in FIGS. 3a and 3b which is preferred, carries out an iso-displacement discharge bearing 8 of the piezoelectric actuator, with the load bearing 7 corresponding to the injector opening control charge Qc.
  • This iso-displacement discharge bearing characteristic 8 with the load bearing 7 makes it possible to improve the return time of the piezoelectric actuator to its initial dimension which it had before the application of the control charge Qc.
  • this iso-displacement discharge bearing characteristic 8 makes it possible not to modify the original mapping of the injector implemented in the engine control unit, and to offer an implementation of the method according to the invention by means of additional software that will be implemented in said engine control unit without modification of this cartography already present.
  • control of the discharge of the piezoelectric actuator from the biasing voltage Up is advantageously effected by learning the hysteresis curve, as follows:
  • a first discharge Qdp3 of the actuator will be controlled, from the knowledge of the hysteresis curve of the latter, so that the piezoelectric actuator returns to a length equal to or substantially equal to the length corresponding to the control load Qc,
  • a second discharge Qdc3 will then be controlled, such that the piezoelectric actuator returns the initial length before the application of the control charge Qc, this second discharge advantageously corresponding to the normal or nominal electrical discharge of the piezoelectric actuator for the electrical time applied to the injector.
  • the bias load is permanently and continuously applied during operation of the motor in the vehicle, to ensure a single bias voltage over the range of torque values / rotational speed of the motor.
  • the bias load can be deactivated above a predetermined threshold value of torque or rotational speed of the motor corresponding to control voltage values of the piezoelectric actuators close to the bias voltage.
  • the increase in electrical voltage between the voltage Uc of nominal load and the biasing voltage Up can be between 0 (excluded) and 40 Volts, to reach a voltage value Up of maximum polarization. order of 140 volts for example, the range of Uc voltages used to control the piezoelectric actuator as a function of the engine speed and the requested engine torque being substantially between 100 and 140 volts in the example.
  • the polarization charge as described with reference to FIGS. 2a and 2b, 3a and 3b, for example, is advantageously applied continuously to all the injectors of the engine of the vehicle, at each opening of an injector for a main injection. fuel.

Landscapes

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

Abstract

Pilotage d'un actionneur piézoélectrique d'injecteur de carburant comprenant les étapes de • appliquer une première charge (Qc) nominale électrique à l'actionneur, en sorte d'ouvrir le moyen de vanne de l'injecteur pour une injection du carburant, • commander la fermeture de l'injecteur afin de stopper l'injection de carburant, par l'application d'une décharge (Qd) électrique à l'actionneur en sorte de fermer le moyen de vanne, et d'appliquer à l'actionneur sur la première charge nominale, après l'application de celle-ci et avant l'étape consistant à commander une fermeture de l'injecteur, au moins une deuxième charge (Qp) électrique, dite charge de polarisation, en sorte de polariser l'actionneur piézoélectrique durant une phase d'ouverture de l'injecteur et pendant l'injection du carburant dans la chambre de combustion.

Description

Procédé de pilotage d'au moins un actionneur piézoélectrique d'injecteur de carburant d'un moteur à combustion interne
La présente invention se rapporte à un procédé de pilotage d'au moins un actionneur piézoélectrique d'injecteur de carburant d'un moteur à combustion interne d'un véhicule, ledit au moins un actionneur piézoélectrique agissant sur un moyen de vanne pour ouvrir ou fermer ledit injecteur, respectivement autorisant ou stoppant l'injection de carburant dans une chambre de combustion du moteur, comprenant les étapes suivantes :
• appliquer une première charge nominale électrique à l'actionneur piézoélectrique, nécessaire à l'ouverture de l'injecteur, dite charge nominale de commande, en fonction du couple demandé et du régime moteur, en sorte d'ouvrir le moyen de vanne de l'injecteur pour une injection du carburant dans la chambre de combustion,
• commander la fermeture de l'injecteur afin de stopper l'injection de carburant, par l'application d'une décharge électrique à l'actionneur piézoélectrique.
Il est connu d'utiliser un actionneur piézoélectrique pour la commande d'ouverture et de fermeture d'un injecteur dans un moteur à combustion interne, fonctionnant au moyen d'un carburant du type essence ou gasoil.
Un actionneur piézoélectrique est principalement composé de manière connue d'un empilement de céramiques définissant une longueur déterminée, qui possède la propriété de voir cette longueur modifiée sous l'effet d'un champ électrique et inversement de produire un champ électrique sous l'effet d'une contrainte mécanique ; cet empilement est disposé dans un injecteur entre une butée et un moyen de vanne et fonctionne en résumé de la manière suivante : lors de l'application d'une charge électrique, au moyen d'une tension électrique, à l'actionneur piézoélectrique, sa longueur augmente et ouvre le moyen de vanne de l'injecteur qui libère du carburant sous pression, dans la chambre de combustion. Au repos, c'est-à-dire en position de fermeture du moyen de vanne, il existe un jeu entre l'actionneur piézoélectrique et le moyen de vanne afin de garantir la fermeture de ce moyen de vanne et d'éviter des fuites de carburant non contrôlées vers la chambre de combustion.
Pour être stable et avoir un comportement reproductible, un actionneur piézoélectrique doit être polarisé à une valeur de référence, ce qui est fait en usine lors de la fabrication dudit actionneur et avant la mise en service du moteur dans un véhicule. Une telle polarisation, dite polarisation initiale, consiste à appliquer une charge électrique par l'intermédiaire d'une tension déterminée, dite tension de polarisation, pendant un temps également déterminé, aux bornes de l'actionneur piézoélectrique, ce qui a pour effet d'orienter la structure cristalline de ce dernier selon la direction du champ électrique imposé à l'empilement piézoélectrique, qui correspond à la direction suivant laquelle la variation de dimension de l'actionneur piézoélectrique est souhaitée. Après suppression de cette tension de polarisation initiale aux bornes de l'empilement piézoélectrique, ce dernier conserve pour son utilisation ultérieure un état de polarisation rémanente.
Cependant, en cours d'utilisation dans un moteur à combustion interne, un actionneur piézoélectrique a tendance à perdre cette polarisation initiale, notamment en raison d'un usage essentiellement urbain du véhicule qui entraîne des régimes moteurs faibles et donc des tensions électriques nominales faibles de commande des injecteurs sous une faible pression de carburant, largement au-dessous de la tension de polarisation. En effet, la valeur de tension électrique nominale d'alimentation ou de commande appliquée à un actionneur piézoélectrique pour l'ouverture d'un injecteur est ajustée en fonction du couple demandé et du régime moteur. En particulier et le cas échéant, elle est ajustée en fonction de la valeur de la pression de carburant qui s'oppose à l'ouverture du moyen de vanne de l'injecteur, et plus généralement à l'énergie nécessaire à l'ouverture du moyen de vanne de l'injecteur. Cet ajustement de la charge électrique fournie à l'actionneur piézoélectrique, par exemple via la tension électrique, est ainsi optimisé notamment en fonction de la force de résistance opposée par la pression de carburant et de ce fait évite ou vise à réduire un claquement de l'injecteur sous l'effet de l'application d'une force d'ouverture du moyen de vanne très supérieure à cette force de résistance. Le claquement d'un injecteur est essentiellement dû au choc de l'actionneur piézoélectrique lorsqu'il arrive en butée mécanique lors de son allongement sous l'effet d'une commande d'ouverture de l'injecteur.
Il y a lieu de noter que les injecteurs, notamment pour moteur à combustion interne fonctionnant au carburant diésel sous pression élevée, sont de préférence conçus de telle sorte que la pression du carburant est utilisée de façon à ce qu'elle s'applique, dans la position de fermeture de l'injecteur, du côté du moyen de vanne maintenant celui- ci en position d'appui sur son siège. En outre, la charge électrique nécessaire pour la commande de l'ouverture des injecteurs peut être ajustée en évitant que le bruit généré par cette ouverture des injecteurs soit audible au-delà du bruit moteur général, c'est-à-dire qu'une cartographie des tensions nominales d'ouverture des injecteurs est établie en usine en fonction du régime moteur.
D'autres conditions d'utilisations, comme des cycles répétés d'augmentation/diminution de la température du moteur, ou de longues périodes sans utilisation de l'actionneur piézoélectrique, correspondant à des périodes d'immobilisation prolongée du véhicule, peuvent également entraîner dans le temps une modification de la polarisation de l'actionneur piézoélectrique. La dépolarisation, ou dérive, provoque une rétraction de l'empilement des céramiques de l'actionneur piézoélectrique et une augmentation consécutive du jeu entre l'actionneur piézoélectrique et le moyen de vanne. L'augmentation de ce jeu induit un contrôle moins précis de l'actionneur, ou dérive, qui peut aboutir jusqu'à la perte d'une ou plusieurs injections de faibles quantités de carburant, par exemple des injections dites pilotes, l'injecteur n'ayant plus le temps de compenser le jeu et d'ouvrir la vanne pour des faibles durées d'ouverture, ce qui entraîne un surcroît de bruits moteurs de type cliquetis (combustion de l'injection principale avec un fort gradient de pression du fait du manque de l'injection pilote), et de pollution, ainsi qu'un désagrément de conduite. Pour des durées d'ouverture de l'injecteur plus élevées, la dérive de l'actionneur piézoélectrique provoque un mauvais contrôle de la quantité de carburant réellement injectée dans la chambre de combustion.
Les figures 1a et 1 b se rapportent à des diagrammes schématiques d'un exemple de pilotage, selon l'art antérieur, d'injecteur à actionneur piézoélectrique, pour lesquels : le diagramme de la figure 1a est un exemple de profil de la tension électrique appliquée aux bornes de l'actionneur piézoélectrique en fonction du temps durant l'ouverture de l'injecteur ; et le diagramme de la figure 1 b représente un exemple de profil d'intensité de courant de charge appliqué à l'actionneur piézoélectrique en fonction du temps. L'échelle de temps sur les deux diagrammes est représentée de manière synchronisée : par exemple, les quatre traits pointillés verticaux 1 , 2, 3, 4 tracés à cheval sur les deux figures 1a et 1b correspondent à quatre instants t-,, t2, t3, t4 différents sur l'échelle de temps, respectivement, chacun de ces quatre instants t,, t2, t3, t4 étant le même pour les deux diagrammes.
Sur la figure 1a, on peut voir que la tension électrique Uinj de charge appliquée, représentée sur l'axe des ordonnées, comporte un gradient constant et continu à partir de l'instant ti qui correspond à la commande d'ouverture de l'injecteur jusqu'à l'instant t2 correspondant à un niveau de tension nominale Uc de commande de l'actionneur piézoélectrique appliqué pour l'ouverture de l'injecteur, c'est-à-dire pour l'allongement ou la décontraction de l'actionneur piézoélectrique ; ce niveau de tension nominale Uc est prédéterminé par une cartographie d'injection du moteur (non représentée), et correspond à la tension minimale nécessaire pour obtenir une ouverture de l'injecteur produisant notamment un bruit minimal, adaptée pour un couple moteur demandé et un régime du moteur. La tension nominale Uc représentée sur la figure 1a est inférieure à la tension Up de polarisation de l'actionneur piézoélectrique. La tension Uinj appliquée à l'actionneur piézoélectrique est ensuite maintenue constante au niveau de la tension nominale Uc, en général du fait que l'élément piézoélectrique se comportant comme un condensateur, il conserve sa tension Uc appliquée à ses bornes. Cette tension nominale Uc est maintenue constante jusqu'à l'instant t3 correspondant à la commande de fermeture de l'injecteur, qui est représenté sur l'axe des abscisses t correspondant à l'échelle de temps. Puis', à partir de l'instant t3, la tension Uinj décroît jusqu'à l'instant t4 pour la fermeture de l'injecteur, résultant d'une décharge électrique de l'actionneur piézoélectrique qui retrouve ainsi sa longueur initiale contractée correspondant à la fermeture de l'injecteur. La décharge électrique peut être obtenue par exemple au moyen d'une mise en court-circuit des bornes de l'actionneur piézoélectrique.
La figure 1b montre de manière schématique sur l'axe des ordonnées I correspondant au courant de charge/décharge traversant l'actionneur piézoélectrique, une première courbe d'intensité de courant de charge le, entre les instants et t2, correspondant à l'application de la tension nominale Uc en vue de l'ouverture de l'injecteur par accroissement de la longueur de l'actionneur, et une deuxième courbe d'intensité de courant de décharge Id pour la fermeture de l'injecteur qui correspond à la chute de la tension Uinj entre les instants t3 et t4, résultant d'une décharge électrique de l'actionneur piézoélectrique, par exemple par une mise en court-circuit des bornes de ce dernier, en vue d'obtenir une contraction rapide de ce dernier et ainsi la fermeture de l'injecteur. La charge électrique Qc appliquée à l'actionneur piézoélectrique pour l'ouverture de l'injecteur peut être calculée de manière connue à partir de l'aire 9 sur la figure 1 b, définie entre la courbe de l'impulsion du courant de charge le et l'axe t des abscisses ; il en est de même avec la décharge électrique Qd appliquée à l'actionneur piézoélectrique pour fermer l'injecteur, à partir de l'aire 10 sur la figure 1b, définie entre la courbe de l'impulsion du courant Id de décharge et l'axe t des abscisses pour la fermeture de l'injecteur, et qui est par exemple sensiblement égale à - Qc.
On définit le temps électrique de commande de l'injecteur comme étant le temps de maintien de la charge électrique qui est appliquée à l'actionneur piézoélectrique. Il s'agit précisément du temps compris entre la commande d'ouverture et la commande de fermeture de l'injecteur ; il est donc compris entre t3 et tels que représentés sur les figures.
Il existe des procédés de compensation de la dépolarisation d'un actionneur piézoélectrique, qui visent à polariser à nouveau ce dernier après la polarisation initiale donnée en sortie d'usine, plus ou moins efficaces et onéreux, nécessitant en général le démontage de l'injecteur et/ou une intervention en atelier du véhicule. Souvent, l'actionneur piézoélectrique, voire l'injecteur, est remplacé lorsque la dépolarisation est trop importante et que l'on ne sait plus la compenser efficacement.
On connaît notamment le fait de pré-charger un élément piézoélectrique d'un injecteur en polarisant initialement cet élément piézoélectrique par l'application d'une tension de polarisation avant une injection de carburant, la polarisation initiale étant effectuée uniquement lorsque la vitesse de rotation du moteur dépasse une valeur prédéterminée dans un but d'ouvrir plus rapidement l'injecteur.
L'invention vise à pallier les inconvénients ci-dessus et plus largement à améliorer la performance d'un injecteur à commande piézoélectrique, et propose un procédé embarqué de pilotage d'un injecteur à commande piézoélectrique. Plus précisément, l'invention consiste en un procédé de pilotage d'au moins un actionneur piézoélectrique, tel que défini en début de description dans le domaine technique auquel se rapporte l'invention, caractérisé en ce qu'il est appliqué à partir d'une unité de contrôle moteur embarquée sur le véhicule en fonctionnement, et en ce qu'il comprend en outre une étape consistant à appliquer à l'actionneur piézoélectrique sur ladite charge nominale de commande, après l'application de celle-ci et avant l'étape consistant à commander une fermeture de l'injecteur, au moins une deuxième charge électrique, dite charge de polarisation, additionnelle à ladite charge nominale de commande, en sorte de polariser l'actionneur piézoélectrique durant une phase d'ouverture de l'injecteur et . pendant l'injection du carburant dans la chambre de combustion.
La présente invention permet de maintenir l'actionneur piézoélectrique polarisé depuis sa sortie usine, durant l'utilisation du véhicule, de manière automatique au cours de l'utilisation de celui-ci, sans nécessiter un arrêt du moteur, et permet ainsi d'accroître la longévité desdits actionneurs tout en diminuant les interventions de maintenance. En outre, la présente invention permet d'améliorer la performance de l'injecteur, en diminuant la dérive du jeu entre l'actionneur piézoélectrique et le moyen de vanne, et finalement en permettant un meilleur contrôle de la quantité de carburant injectée dans une chambre de combustion. L'application d'une charge de polarisation à un actionneur piézoélectrique en fonctionnement sur un véhicule n'est normalement pas possible en raison du bruit qu'une telle tension de polarisation générerait, affectant l'agrément de conduite du véhicule. L'application selon l'invention en deux temps au moins d'une charge électrique sur l'actionneur, un premier temps pour la commande nominale de l'actionneur piézoélectrique en fonction de la calibration d'injection, puis un deuxième temps pour la polarisation de celui-ci, permet d'éviter que l'opération de polarisation ne génère des bruits moteurs et notamment des claquements d'injecteurs. Le procédé selon l'invention peut être avantageusement implémenté dans une unité de contrôle moteur (ECU pour Engine Control Unit en anglais) du véhicule au moyen d'un logiciel de mise en oeuvre du procédé, pour le pilotage de l'ensemble des injecteurs du moteur. Il y a lieu de noter que le procédé selon l'invention peut être intégré dans le calculateur ECU des véhicules existant au moyen d'un simple logiciel modifié de commande/pilotage des actionneurs piézoélectriques des injecteurs du moteur. Selon une caractéristique avantageuse, ladite charge de polarisation, définie par un profil correspondant de courant appliqué à l'actionneur piézoélectrique, est découplée de ladite charge nominale de commande, c'est-à-dire séparée de celle-ci dans le temps.
Le découplage des charges, employé ici au sens d'une séparation des charges dans le temps, en ce que la charge de polarisation intervient temporellement après que le courant de la charge principale soit devenu nul, au moins un instant, de l'ordre de quelques micro secondes, permet de ne pas modifier la charge nominale de commande de l'actionneur piézoélectrique, conventionnellement appliquée par l'unité de contrôle moteur en liaison avec le couple moteur demandé ou le régime moteur, et de rendre la surcharge de polarisation indépendante de cette charge nominale de commande.
Selon une caractéristique avantageuse, lesdites première et deuxième charges électriques sont obtenues par l'application respective de première et deuxième tensions électriques, dites tension de charge nominale et tension de polarisation, ladite deuxième tension électrique étant supérieure à la première.
L'application d'une tension de polarisation, qui est une tension élevée, à la place d'une tension nominale de commande de l'actionneur n'est normalement pas envisageable en raison des bruits d'injecteurs que cela provoquerait, au moins dans des régimes moteurs excluant les régimes les plus élevés. La division de la tension appliquée à l'actionneur offre une solution à ce problème, et permet avantageusement un découplage des courants de charge nominale et de polarisation appliqués à l'actionneur piézoélectrique.
Selon une caractéristique avantageuse, il existe un palier dit palier de charge dans l'évolution de la tension appliquée à l'actionneur piézoélectrique dans le temps, ledit palier de charge étant situé au niveau de la première tension électrique ou tension de charge nominale.
Ce palier de la tension appliquée à l'actionneur en fonction du temps lors de la charge de l'actionneur piézoélectrique permet d'agir en vue d'une diminution du bruit de l'injecteur lors de la seconde charge dite de polarisation. En effet, l'application de la première tension électrique avec une énergie limitée (afin de réduire le cas échéant le bruit mécanique de choc sur la butée) va permettre d'enclencher le phénomène d'ouverture l'injecteur, et de manière avantageuse ouvrir l'injecteur, et la deuxième tension dite de polarisation sera ensuite appliquée. Le palier de charge peut être réduit au minimum et être quasiment imperceptible, par exemple diminué à une fraction très réduite de seconde, de l'ordre de la microseconde environ, ou bien former un palier plus marqué égal ou supérieur à plusieurs microsecondes, par exemple de 10 à 100 ps. Le palier de charge permet avantageusement d'agir sur le temps séparant la charge nominale et la charge de polarisation appliquées à l'actionneur piézoélectrique, par exemple en fonction du temps disponible pour l'application de la charge de polarisation entre la charge d'ouverture de l'injecteur et la décharge pour la fermeture de ce dernier.
Selon une caractéristique avantageuse, l'injection de carburant à travers ledit injecteur est réalisée en plusieurs fois comprenant au moins une injection principale, ladite tension de polarisation étant appliquée durant l'injection principale.
L'injection principale permet de disposer d'un temps plus long pour une polarisation plus efficace durant la phase d'injection.
Selon une caractéristique avantageuse, l'étape consistant à commander la fermeture de l'injecteur, comprend l'application d'une première décharge électrique de l'actionneur piézoélectrique jusqu'à la charge nominale de commande de celui-ci, suivie d'une deuxième décharge électrique de l'actionneur jusqu'à la fermeture du moyen de vanne.
Selon une caractéristique avantageuse, lesdites première et deuxième décharges électriques de l'actionneur piézoélectrique sont découplées, c'est-à-dire séparées dans le temps.
Selon une caractéristique avantageuse, la première décharge électrique de l'actionneur piézoélectrique jusqu'à la charge nominale de commande est obtenue par l'application d'un premier courant électrique de décharge, réduisant la tension aux bornes de l'actionneur piézoélectrique jusqu'à la tension de charge nominale, et la deuxième décharge électrique de l'actionneur est obtenue par l'application d'un deuxième courant électrique de décharge.
La division des décharges électriques permet avantageusement un découplage des courants de décharge appliqués à l'actionneur.
Selon une caractéristique avantageuse, il existe un palier dit palier de décharge dans l'évolution de la tension appliquée à l'actionneur piézoélectrique dans le temps lors d'une décharge électrique de celui-ci.
Le palier de décharge peut être réduit au minimum et être quasiment imperceptible, par exemple diminué à une fraction très réduite de seconde, de l'ordre de la microseconde environ, ou bien former un palier plus marqué égal ou supérieur à plusieurs microsecondes, par exemple 10 à 100 ps. Le palier de décharge permet avantageusement d'agir sur le temps séparant les décharges appliquées à l'actionneur piézoélectrique pour la fermeture de l'injecteur, par exemple en fonction du temps disponible restant avant cette fermeture de l'injecteur. Dans l'évolution de la tension aux bornes de l'actionneur piézoélectrique lors de sa décharge électrique, dite tension de décharge, le palier de décharge permet avantageusement d'agir sur le découplage des courants de décharge de polarisation et nominal appliqués à l'actionneur.
Selon une caractéristique, ledit palier dans l'évolution de la tension appliquée à l'actionneur piézoélectrique dans le temps lors d'une décharge électrique de celui-ci, se situe à une tension inférieure à la tension de charge nominale, afin de prendre en compte un phénomène d'hystérésis d'élongation de l'actionneur piézoélectrique.
Cette caractéristique permet notamment d'interfacer un logiciel de mise en œuvre du procédé selon l'invention avec une cartographie existante de pilotage d'injecteur déjà implémentée dans une unité de contrôle moteur, sans modification de cette dernière. L'implémentation d'un logiciel de mise en œuvre du procédé selon l'invention ne modifie ainsi sensiblement pas la quantité de carburant sortant d'un injecteur pour un temps électrique donné de commande d'ouverture dudit injecteur.
Selon une caractéristique, la charge de polarisation est désactivée au-dessus d'un seuil prédéterminé de valeur de couple ou de vitesse de rotation du moteur.
La charge de polarisation est de préférence appliquée en permanence et de manière continue sur l'ensemble des régimes moteurs. Cependant, il est envisageable de désactiver cette charge de polarisation à haut régime moteur ou à forte charge car la tension nominale de commande d'un actionneur piézoélectrique est alors proche de la tension de polarisation. L'application d'une charge de polarisation est d'autant plus efficace et utile que la charge nominale de commande de l'actionneur est faible.
Selon une caractéristique avantageuse, l'accroissement de tension électrique entre la tension de charge nominale et la tension de polarisation est compris entre 5 et 40 Volts, pour atteindre une valeur de tension de polarisation maximale de l'ordre de 140 Volts, par exemple.
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui suit de deux exemples de mode de réalisation d'un procédé selon l'invention, accompagnée des dessins annexés, exemples donnés à titre illustratif non limitatif.
Les figures 1a et 1 b, déjà commentées plus haut, représentent deux diagrammes schématiques synchronisés d'un exemple de procédé de pilotage d'un exemple actionneur piézoélectrique, selon l'art antérieur, se rapportant respectivement à :
Un exemple de profil de la tension aux bornes de l'actionneur piézoélectrique en fonction du temps durant l'ouverture de l'injecteur, - Un exemple de profil d'intensité du courant de charge/décharge traversant l'actionneur piézoélectrique en fonction du temps.
La figure 2a représente deux diagrammes schématiques synchronisés du profil de la tension aux bornes de l'actionneur piézoélectrique en fonction du temps durant l'ouverture de l'injecteur, suivant un premier (pointillé) et un deuxième (trait continu) exemples de mode de réalisation d'un procédé de pilotage selon l'invention d'un actionneur piézoélectrique.
La figure 2b représente deux diagrammes schématiques synchronisés avec la figure 2a, d'un premier (pointillé) et d'un deuxième (trait continu) profils d'intensité du courant de charge/décharge traversant l'actionneur piézoélectrique en fonction du temps, correspondant respectivement aux premier et deuxième exemples de profil de la tension de la figure 2a.
La figure 3a représente un diagramme schématique du profil de la tension aux bornes de l'actionneur piézoélectrique en fonction du temps durant l'ouverture de l'injecteur, suivant un troisième exemple de mode de réalisation d'un procédé de pilotage selon l'invention d'un actionneur piézoélectrique.
La figure 3b représente un diagramme schématique synchronisé avec la figure 3a, du profil d'intensité du courant de charge/décharge traversant l'actionneur piézoélectrique en fonction du temps, correspondant au troisième exemple de profil de la tension de la figure 3a.
Les figures 2a et 2b vont maintenant être décrites relativement au premier exemple de mode de réalisation (pointillé).
Il est à noter que ce premier exemple sur les figures 2a et 2b utilise les mêmes diagrammes schématiques de base que les figures 1a et 1 b selon l'art antérieur, respectivement, sur lesquels a été appliqué le premier exemple de procédé selon l'invention, comme cela va être décrit plus en détail ci-dessous. Les exemples correspondants de profils de base de tension électrique et d'intensité de courant, correspondant à l'ouverture et à la fermeture de l'injecteur, sont donc identiques sur les figures 2a et 2b et sur les figures 1a et 1 b, respectivement, traduisant le même premier exemple de base de pilotage d'un actionneur piézoélectrique pour l'ouverture et la fermeture d'un injecteur. Ces signaux de base de la commande d'un actionneur piézoélectrique ne seront donc pas décrits plus amplement dans le cadre de la description du premier exemple de mode de réalisation du procédé selon l'invention avec l'aide des figures 2a et 2b, le lecteur étant renvoyé à la description faite plus haut des figures 1a et 1 b pour ces signaux de base. Sur les figures 2a et 2b, il a été ajouté deux traits pointillés verticaux 5 et 6 tracés à cheval sur les deux figures 2a et 2b, qui correspondent respectivement à deux instants t5 et t6 différents sur l'échelle de temps t, chacun de ces deux instants t5 et t6 étant le même pour les deux diagrammes 2a et 2b, les instants t5 et t6 étant compris entre les instants t2 et t3 comme expliqué en détail au-dessous.
Par ailleurs, l'électronique de commande d'un actionneur piézoélectrique est également connue de l'homme du métier et ne sera pas décrite plus en détail ici. Pour l'application du procédé de pilotage de l'actionneur piézoélectrique selon l'invention, l'électronique de commande telle que connue peut convenir. Le procédé de pilotage de l'actionneur piézoélectrique selon l'invention peut être mis en œuvre au moyen d'un logiciel de pilotage qui sera implémenté dans l'unité de contrôle moteur du véhicule.
Le premier exemple de procédé représenté schématiquement sur les figures 2a et 2b est un exemple de procédé de pilotage d'au moins un actionneur piézoélectrique d'injecteur de carburant d'un moteur à combustion interne d'un véhicule, ledit au moins un actionneur piézoélectrique agissant sur un moyen de vanne pour ouvrir ou fermer ledit injecteur, respectivement autorisant ou stoppant l'injection de carburant dans une chambre de combustion du moteur. Il est spécifié ici que les expressions « ouverture et fermeture du moyen de vanne de l'injecteur » et « ouverture et fermeture de l'injecteur » sont considérées équivalentes. Il est à noter que seuls les signaux de commande en tension et en intensité de courant de charge appliqués à, et traversant l'actionneur piézoélectrique ont été représentés sur les figures, le procédé selon l'invention décrit pouvant être appliqué sur un moteur à combustion interne de type connu muni d'injecteurs également de type connu, qui n'ont donc pas été représentés.
Le procédé de pilotage selon les figures 2a et 2b est appliqué à partir d'une unité de contrôle moteur ECU (non représentée) de type connu embarquée sur le véhicule en fonctionnement, par exemple au moyen d'un logiciel de pilotage implémenté dans l'unité de contrôle moteur, et comprend les étapes suivantes consistant à :
· appliquer de manière connue une première charge Qc nominale électrique à l'actionneur piézoélectrique, nécessaire à l'ouverture de l'injecteur, dite charge nominale de commande Qc, entre les instants t-ι et t2, en fonction du couple demandé et du régime moteur, par exemple selon un gradient de tension conventionnel prédéterminé dans l'unité de contrôle moteur, en sorte d'ouvrir le moyen de vanne de l'injecteur pour une injection du carburant dans la chambre de combustion, comme représenté sur la figure 2b,
• appliquer selon l'invention à l'actionneur piézoélectrique sur ladite charge nominale de commande Qc, à partir d'un instant t5 postérieur à t2, après l'application de celle-ci et avant l'étape consistant à commander une fermeture de l'injecteur, donc avant l'instant t3, une deuxième charge électrique Qp, dite charge de polarisation Qp, additionnelle à ladite charge nominale de commande Qc, en sorte de polariser l'actionneur piézoélectrique durant une phase d'ouverture de l'injecteur et pendant l'injection du carburant dans la chambre de combustion, comme représenté sur la figure 2b,
· commander ensuite la fermeture de l'injecteur à l'instant t3 afin de stopper l'injection de carburant, par l'application d'une décharge électrique Qdc1 , Qdc2 à l'actionneur piézoélectrique, entre les instants t3 et t4> par exemple comme représenté sur la figure 2b.
Comme représenté sur la figure 2b, la charge de polarisation Qp, définie par un profil correspondant de courant appliqué à l'actionneur piézoélectrique, est avantageusement découplée de la charge nominale de commande Qc, se traduisant dans l'exemple par le fait que la fin de la charge de commande Qc et le début de la charge polarisation Qp sont séparées d'un temps t5 - 12 non nul.
Comme représenté sur la figure 2a, les première Qc et deuxième Qp charges électriques sont par exemple obtenues par l'application d'une première Uc et d'une deuxième Up tensions électriques, dites tension Uc de charge nominale et tension Up de polarisation de l'actionneur piézoélectrique, respectivement, la tension électrique de polarisation étant supérieure à la tension Uc électrique de charge nominale.
On notera que, dans les exemples de modes de réalisation suivant la figure 2a, il existe un palier 7 dans l'évolution de la tension de charge appliquée à l'actionneur piézoélectrique dans le temps, ce palier 7 étant situé de préférence au niveau de la première Uc tension électrique ou tension de charge nominale. Ce palier 7 de tension, représentant le délai s'écoulant entre la fin de l'application de la charge électrique de commande Qc d'ouverture de l'actionneur et le début de l'application de la charge de polarisation, soit un temps égal à t5 - t2, peut être compris entre 0 (exclu) et quelques microsecondes, ou bien former un palier plus marqué de l'ordre de plusieurs microsecondes, par exemple de 10 à 100 ps, suivant le temps conventionnel disponible pour appliquer une charge de polarisation pendant l'ouverture de l'injecteur, donné par l'unité de contrôle moteur. Le temps minimal est défini de préférence afin que les charges Qc et Qp soient découplées, c'est-à-dire qu'elles soient séparées dans le temps.
Par ailleurs, les gradients de tension appliqués aux bornes de l'actionneur piézoélectrique, entre les instants et t2 d'une part pour la commande de l'ouverture de l'injecteur, et après l'instant t2 d'autre part en vue de la polarisation de l'actionneur, sont représentés sur la figure 2a comme ayant la même valeur ou sensiblement la même valeur. Il y a lieu de noter cependant que ces gradients peuvent être différents l'un de l'autre.
Il est à noter que les figures 2a et 2b illustrent par exemple une injection principale de carburant, étant entendu que le procédé selon l'invention peut être appliqué à un cycle comportant des injections multiples, notamment réalisées en plusieurs fois comprenant au moins une injection principale, par exemple au moins une injection pilote et au moins une injection principale, ladite charge Qp ou tension Up de polarisation étant de préférence dans ce cas appliquée durant l'injection principale. La tension Up de polarisation aux bornes de l'actionneur piézoélectrique reste constante, en général du fait que l'élément piézoélectrique se comportant comme un condensateur il conserve la tension appliquée à ses bornes, jusqu'à la décharge électrique de l'actionneur pour la fermeture de l'injecteur ou jusqu'à la décharge électrique de la polarisation, c'est-à-dire jusqu'à l'instant t3 pour le premier cas (deuxième exemple), comme détaillé plus loin.
Suivant le premier exemple de mode de réalisation représenté en pointillé sur les figures 2a et 2b, l'étape consistant à commander la fermeture de l'injecteur, comprend l'application d'une première décharge électrique Qdp de l'actionneur piézoélectrique jusqu'à la charge nominale de commande Qc de celui-ci, ou sensiblement cette charge nominale Qc, suivie d'une deuxième décharge électrique Qdc1 de l'actionneur jusqu'à la fermeture du moyen de vanne, comme représenté sur la partie en pointillé de la figure 2b.
Dans ce premier exemple, la première décharge Qdp est appliquée avant l'instant t3, soit avant la fermeture de l'injecteur, de telle sorte que la première Qdp et la deuxième Qdc1 décharges électriques de l'actionneur piézoélectrique soient découplées, comme représenté sur la figure 2b. Dans l'exemple, le découplage des décharges Qdp et Qdc1 se traduit par l'existence d'un délai non nul entre l'instant t6 correspondant à la fin de la décharge de polarisation Qdp et l'instant t3 ultérieur correspondant au début de la décharge de commande Qdc1 de la fermeture de l'injecteur.
Comme représenté sur la figure 2a en pointillé en correspondance synchronisée avec la figure 2b, la première décharge électrique Qdp de l'actionneur piézoélectrique jusqu'à la charge nominale de commande Qc est avantageusement constituée d'un premier courant électrique de décharge réduisant par exemple la tension aux bornes de l'actionneur piézoélectrique jusqu'à la tension Uc de charge nominale, la deuxième décharge électrique Qdc1 de l'actionneur étant constituée d'un deuxième courant électrique de décharge jusqu'au retour de l'actionneur piézoélectrique à sa longueur initiale entraînant la fermeture de l'injecteur. Les premier et deuxième courants électriques de décharge peuvent par exemple être obtenus par une mise en court-circuit des bornes de l'actionneur piézoélectrique.
On notera sur la figure 2a et sur la courbe en pointillé du premier exemple, qu'il existe un palier 8 dans l'évolution de la tension appliquée à l'actionneur piézoélectrique dans le temps lors d'une décharge électrique de celui-ci, ce palier 8 étant par exemple situé au niveau de la tension Uc de charge nominale, comme représenté sur la figure 2a. Ce palier 8 de tension, représentant le délai s'écoulant entre l'instant t6 de la fin de l'application de la décharge électrique de polarisation Qdp de l'actionneur et l'instant t3 ultérieur du début de l'application de la décharge de commande Qdc1 , soit un temps égal à t6 - 13, peut être compris entre 0 (exclu) et quelques microsecondes, ou bien former un palier plus marqué de l'ordre de plusieurs microsecondes, par exemple de 10 à 100 ps, suivant le temps conventionnel disponible pour appliquer la décharge de commande pour la fermeture de l'injecteur, donné par l'unité de contrôle moteur qui impose le délai d'ouverture de l'injecteur. Le temps minimal est défini de préférence afin que les décharges électriques Qdp et Qdc1 soient découplées, c'est-à-dire qu'elles soient séparées dans le temps.
Par ailleurs, les gradients de chute de tension appliqués à l'actionneur piézoélectrique sur la figure 2a (pointillé), pour la décharge de polarisation d'une part (avant l'instant t3), et pour la décharge de l'actionneur en vue de la fermeture de l'injecteur (à partir de l'instant t3), sont représentés sur la figure 2a comme ayant la même valeur ou sensiblement la même valeur. Il y a lieu de noter cependant que ces gradients peuvent être différents l'un de l'autre. En outre, le ou les gradients de décharge peuvent être différents du ou des gradients de charge.
Les figures 2a et 2b vont maintenant être décrites relativement au deuxième exemple de mode de réalisation (trait continu).
Il est à noter que ce deuxième exemple présente sur les figures 2a et 2b, une partie commune avec le premier exemple décrit plus haut, qui comprend la commande de la charge Qc d'ouverture de l'injecteur et la commande de la charge de polarisation Qp, comme représenté. La différence réside dans un mode différent de pilotage de la décharge de l'actionneur piézoélectrique en vue de la fermeture de l'injecteur, après avoir appliqué la charge de polarisation Qp. Cette différence réside plus précisément dans l'absence de palier de tension dans la décharge de l'actionneur, résultant d'une décharge Qdc2 électrique de l'actionneur dans ce deuxième exemple réalisée en une seule fois à partir de l'instant t3 jusqu'à l'instant t4, comme représenté sur la figure 2b. Sur la figure 2a, on voit que la tension de décharge chute entre les instants t3 et t4, pour atteindre une valeur nulle à l'instant t4, correspondant à la position de fermeture de l'injecteur, selon un gradient constant. Dans ce deuxième exemple, la première décharge Qdp du premier exemple est donc inexistante, et la seule décharge Qdc2 est ici appliquée à l'instant t3 à partir de la tension Up de polarisation, et représente la fermeture de l'injecteur en une commande unique à partir de la tension Up de polarisation.
L'application de ce deuxième mode de réalisation dépend du temps disponible d'ouverture de l'injecteur et le cas échéant du niveau de bruit admissible pour la fermeture de l'injecteur. Ce deuxième mode de réalisation si applicable, permet de disposer d'un temps plus long de maintien de l'actionneur à la tension Up de polarisation.
Les figures 3a et 3b vont maintenant être décrites relativement au troisième exemple, préférentiel, de mode de réalisation d'un procédé de pilotage selon l'invention d'un actionneur piézoélectrique. Il est à noter que ce troisième exemple présente sur les figures 3a et 3b, une partie commune avec le premier exemple décrit plus haut à l'aide des figures 2a et 2b, qui comprend la commande de la charge Qc d'ouverture de l'injecteur et la commande de la charge de polarisation Qp, comme représenté.
Ce troisième exemple est également similaire au premier exemple sur les figures 2a et 2b relativement à la décharge de l'actionneur piézoélectrique, en ce que cette décharge comporte également dans ce troisième exemple un palier 8 dans l'évolution de la tension de décharge, comme représenté.
Sur les figures 3a et 3b, les références utilisées sont identiques à celles des figures 2a et 2b, premier exemple, pour des moyens, éléments, ou événements similaires.
La différence avec le premier exemple représenté sur les figures 2a et 2b réside dans un mode différent de pilotage de la décharge de l'actionneur piézoélectrique en vue de la fermeture de l'injecteur, après avoir appliqué la charge de polarisation Qp. Cette différence réside plus précisément dans un palier 8 de décharge qui ne se situe pas au niveau de la tension Uc de charge de commande.
Le palier 8 de tension de décharge selon ce troisième exemple se situe avantageusement à un niveau de tension inférieur au niveau de la tension Uc de charge de commande, afin de prendre en compte un phénomène d'hystérésis de l'actionneur piézoélectrique.
En effet, selon le premier exemple, on effectue un palier 8 de décharge à isotension aux bornes de l'actionneur piézoélectrique, avec le palier 7 de charge ; c'est-à- dire que la longueur de l'actionneur piézoélectrique au palier de décharge n'est pas la même que celle correspondant au palier 7 de charge, compte tenu de l'hystérésis d'élongation de l'actionneur piézoélectrique, dépendant de l'actionneur lui-même. Cette longueur au palier de décharge est en fait plus grande.
Le troisième exemple sur les figures 3a et 3b, préférentiel, effectue un palier 8 de décharge à iso-déplacement de l'actionneur piézoélectrique, avec le palier 7 de charge correspondant à la charge Qc de commande d'ouverture de l'injecteur. Cela signifie que le niveau de tension du palier 8 de décharge selon ce troisième exemple est inférieur au niveau de tension de décharge à iso-tension du premier exemple, d'une valeur donnée par la courbe d'hystérésis propre de l'actionneur piézoélectrique utilisé. Cette caractéristique de palier 8 de décharge à iso-déplacement avec le palier 7 de charge permet d'améliorer le délai de retour de l'actionneur piézoélectrique à sa dimension de départ qu'il avait avant l'application de la charge de commande Qc, et donc d'améliorer le contrôle de la fermeture de l'injecteur, en particulier lorsque le procédé selon l'invention est interfacé avec une cartographie existante de pilotage de l'injecteur. Ainsi, cette caractéristique de palier 8 de décharge à iso-déplacement permet de ne pas modifier la cartographie d'origine de l'injecteur implémentée dans l'unité de contrôle moteur, et d'offrir une mise en œuvre du procédé selon l'invention au moyen d'un logiciel additionnel qui sera implémenté dans ladite unité de contrôle moteur sans modification de cette cartographie déjà présente.
En pratique, la commande de la décharge de l'actionneur piézoélectrique à partir de la tension Up de polarisation sera avantageusement effectuée par apprentissage de la courbe d'hystérésis, comme suit :
• une première décharge Qdp3 de l'actionneur sera commandée, à partir de la connaissance de la courbe hystérésis de ce dernier, de telle sorte que l'actionneur piézoélectrique retourne à une longueur égale ou sensiblement égale à la longueur correspondant à la charge de commande Qc,
• une deuxième décharge Qdc3 sera ensuite commandée, de telle sorte que l'actionneur piézoélectrique retourne la longueur initiale avant l'application de la charge de commande Qc, cette deuxième décharge correspondant avantageusement à la décharge électrique normale ou nominale de l'actionneur piézoélectrique pour le temps électrique appliqué à l'injecteur.
A l'exception du niveau de tension du palier 8 de décharge, ce qui a été dit plus haut concernant le palier 8 de décharge relativement au premier exemple, s'applique pour le palier 8 de décharge de ce troisième exemple.
Sur la figure 3b, on voit la répartition des décharges électriques Qd, plus précisément décharge Qdp3 de polarisation et décharge Qdc3 de commande, appliquées à l'actionneur piézoélectrique. Dans l'exemple représenté, la décharge Qdp3 de polarisation est supérieure à la décharge Qdp de polarisation du premier exemple (figure 2b), et la décharge Qdc3 de commande est inférieure à la décharge Qdc1 de commande du premier exemple (figure 2b). Cette décharge Qdc3 de commande correspond avantageusement à la décharge programmée dans la cartographie initiale de pilotage de l'injecteur en fonction du temps électrique de commande de l'injecteur.
De manière préférentielle, la charge de polarisation est appliquée en permanence et de manière continue lors du fonctionnement du moteur dans le véhicule, afin de s'assurer d'une tension de polarisation unique sur la plage de valeurs couple/vitesse de rotation du moteur. De manière alternative, la charge de polarisation peut être désactivée au-dessus d'un seuil prédéterminé de valeur de couple ou de vitesse de rotation du moteur correspondant à des valeurs de tensions de commande des actionneurs piézoélectriques voisines de la tension de polarisation.
A titre d'exemple, l'accroissement de tension électrique entre la tension Uc de charge nominale et la tension Up de polarisation, peut être compris entre 0 (exclu) et 40 Volts, pour atteindre une valeur de tension Up de polarisation maximale de l'ordre de 140 Volts par exemple, la plage utilisée de tensions Uc de commande de l'actionneur piézoélectrique en fonction du régime moteur et du couple moteur demandé étant sensiblement comprise entre 100 et 140 Volts dans l'exemple.
La charge de polarisation telle que décrite à l'aide des figures 2a et 2b, 3a et 3b, est par exemple avantageusement appliquée en continue à l'ensemble des injecteurs du moteur du véhicule, à chaque ouverture d'un injecteur pour une injection principale de carburant.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de pilotage d'au moins un actionneur piézoélectrique d'injecteur de carburant d'un moteur à combustion interne d'un véhicule, ledit au moins un actionneur piézoélectrique agissant sur un moyen de vanne pour ouvrir ou fermer ledit injecteur, respectivement autorisant ou stoppant l'injection de carburant dans une chambre de combustion du moteur, comprenant les étapes suivantes :
• appliquer une première charge (Qc) nominale électrique à l'actionneur piézoélectrique, nécessaire à l'ouverture de l'injecteur, dite charge nominale de commande (Qc), en fonction du couple demandé et du régime moteur, en sorte d'ouvrir le moyen de vanne de l'injecteur pour une injection du carburant dans la chambre de combustion,
• commander la fermeture de l'injecteur afin de stopper l'injection de carburant, par l'application d'une décharge (Qd) électrique à l'actionneur piézoélectrique en sorte de fermer le moyen de vanne,
ledit procédé de pilotage étant caractérisé en ce qu'il est appliqué à partir d'une unité de contrôle moteur embarquée sur le véhicule en fonctionnement, et en ce qu'il comprend en outre une étape consistant à appliquer à l'actionneur piézoélectrique sur ladite charge nominale de commande (Qc), après l'application de celle-ci et avant l'étape consistant à commander une fermeture de l'injecteur, au moins une deuxième charge (Qp) électrique, dite charge de polarisation (Qp), additionnelle à ladite charge nominale de commande (Qc), en sorte de polariser l'actionneur piézoélectrique durant une phase d'ouverture de l'injecteur et pendant l'injection du carburant dans la chambre de combustion.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel ladite charge de polarisation (Qp), définie par un profil correspondant de courant appliqué à l'actionneur piézoélectrique, est séparée de ladite charge nominale de commande (Qc) dans le temps.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel lesdites première (Qc) et deuxième (Qp) charges électriques sont obtenues par l'application respective de première (Uc) et deuxième (Up) tensions électriques, dites tension (Uc) de charge nominale et tension (Up) de polarisation, ladite deuxième tension (Up) électrique étant supérieure à la première (Uc).
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel il existe un palier (7) dit palier de charge dans l'évolution de la tension appliquée à l'actionneur piézoélectrique dans le temps, ledit palier (7) de charge étant situé au niveau de ladite première (Uc) tension électrique ou tension de charge nominale.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'injection de carburant à travers ledit injecteur est réalisée en plusieurs fois comprenant au moins une injection principale, ladite charge ou tension de polarisation étant appliquée durant l'injection principale.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'étape consistant à commander la fermeture de l'injecteur, comprend l'application d'une première décharge électrique (Qdp) de l'actionneur piézoélectrique jusqu'à la charge nominale de commande (Qc) de celui-ci, suivie d'une deuxième décharge électrique (Qdc1 ) de l'actionneur jusqu'à la fermeture du moyen de vanne.
7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel lesdites première (Qdp) et deuxième (Qdc1) décharges électriques de l'actionneur piézoélectrique sont séparées dans le temps.
8. Procédé selon la revendication 6 ou 7 prise en combinaison avec la revendication 3 ou 4, dans lequel la première décharge électrique (Qdp) de l'actionneur piézoélectrique jusqu'à la charge nominale de commande (Qc) est obtenue par l'application d'un premier courant électrique de décharge réduisant la tension aux bornes de l'actionneur piézoélectrique jusqu'à la tension (Uc) de charge nominale, et dans lequel la deuxième décharge électrique (Qdc1 ) de l'actionneur est obtenue par l'application d'un deuxième courant électrique de décharge.
9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel il existe un palier (8) dit palier de décharge dans l'évolution de la tension appliquée à l'actionneur piézoélectrique dans le temps lors d'une décharge électrique de celui-ci.
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel ledit palier (8) dans l'évolution de la tension appliquée à l'actionneur piézoélectrique dans le temps lors d'une décharge électrique de celui-ci, se situe à une tension inférieure à la tension (Uc) de charge nominale, afin de prendre en compte un phénomène d'hystérésis de l'actionneur piézoélectrique.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel la charge de polarisation est désactivée au-dessus d'un seuil prédéterminé de valeur de couple ou de. vitesse de rotation du moteur.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 1 1 , dans lequel l'accroissement de tension électrique entre la tension (Uc) de charge nominale et la tension (Up) de polarisation est compris entre 5 et 40 Volts, pour atteindre une valeur de tension (Up) de polarisation maximale de l'ordre de 140 Volts.
PCT/EP2013/001492 2012-05-23 2013-05-21 Procede de pilotage d'au moins un actionneur piezoelectrique d'injecteur de carburant d'un moteur a combustion interne WO2013174504A1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/403,446 US10177299B2 (en) 2012-05-23 2013-05-21 Method for controlling at least one piezoelectric actuator of a fuel injector of an internal combustion engine
CN201380026732.1A CN104520565B (zh) 2012-05-23 2013-05-21 控制内燃发动机燃料喷射器的至少一个压电致动器的方法
IN9334DEN2014 IN2014DN09334A (fr) 2012-05-23 2013-05-21

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1254719A FR2990998B1 (fr) 2012-05-23 2012-05-23 Procede de pilotage d'au moins un actionneur piezoelectrique d'injecteur de carburant d'un moteur a combustion interne
FR1254719 2012-05-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013174504A1 true WO2013174504A1 (fr) 2013-11-28

Family

ID=48468605

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/001495 WO2013174506A1 (fr) 2012-05-23 2013-05-21 Procede de pilotage en courant d'au moins un actionneur piezoelectrique d'injecteur de carburant d'un moteur a combustion interne
PCT/EP2013/001492 WO2013174504A1 (fr) 2012-05-23 2013-05-21 Procede de pilotage d'au moins un actionneur piezoelectrique d'injecteur de carburant d'un moteur a combustion interne

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/001495 WO2013174506A1 (fr) 2012-05-23 2013-05-21 Procede de pilotage en courant d'au moins un actionneur piezoelectrique d'injecteur de carburant d'un moteur a combustion interne

Country Status (5)

Country Link
US (2) US9502633B2 (fr)
CN (2) CN104302899B (fr)
FR (2) FR2990998B1 (fr)
IN (2) IN2014DN09334A (fr)
WO (2) WO2013174506A1 (fr)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2990998B1 (fr) 2012-05-23 2016-02-26 Continental Automotive France Procede de pilotage d'au moins un actionneur piezoelectrique d'injecteur de carburant d'un moteur a combustion interne
FR3002592B1 (fr) 2013-02-26 2016-09-16 Continental Automotive France Procede de pilotage d'un injecteur piezoelectrique de carburant d'un moteur a combustion interne de vehicule, comportant une etape de polarisation de l'actionneur piezoelectrique
FR3009031B1 (fr) 2013-07-29 2015-08-21 Continental Automotive France Procede et dispositif de repolarisation d'un actionneur piezoelectrique d'un injecteur d'un moteur a combustion interne d'un vehicule ayant ete utilise
DE102013224385B3 (de) * 2013-11-28 2015-03-12 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Injektors eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine
DE102015207954B3 (de) * 2015-04-29 2016-06-16 Continental Automotive Gmbh Ermittlung eines Zeitpunkts eines vorbestimmten Öffnungszustandes eines Kraftstoffinjektors
EP3190637B1 (fr) * 2016-01-06 2020-03-04 poLight ASA Circuit électronique pour commander le chargement d'une charge piézoélectrique
DE102016201435B4 (de) * 2016-02-01 2022-02-24 Vitesco Technologies GmbH Verfahren zum Laden und Entladen eines Piezo-Aktors
FR3050768B1 (fr) * 2016-04-27 2019-09-13 Continental Automotive France Procede de diagnostic du fonctionnement d'un injecteur de moteur diesel d'un vehicule automobile
JP2019039323A (ja) * 2017-08-23 2019-03-14 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置
US10907567B2 (en) * 2018-01-03 2021-02-02 Ford Global Technologies, Llc System and method for operating a fuel injector
US10578045B1 (en) * 2018-08-23 2020-03-03 GM Global Technology Operations LLC System and method for enhancing robustness of engine component diagnostic using compensation learning strategy
FR3112572B1 (fr) * 2020-07-20 2022-06-17 Vitesco Technologies Dérive de débit statique d’un injecteur piézo-électrique

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005061876A1 (fr) * 2003-12-19 2005-07-07 Siemens Ag Procede de commande d'une soupape et procede de commande d'un dispositif pompe-ajutage avec une soupape
DE102004018211A1 (de) * 2004-04-15 2005-11-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102007033469A1 (de) * 2007-07-18 2009-01-22 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Formung eines elektrischen Steuersignals für einen Einspritzimpuls
GB2451754A (en) * 2007-08-09 2009-02-11 Bosch Gmbh Robert Variable-frequency polarization of a piezoelectric actuator
DE102010021448A1 (de) * 2010-05-25 2011-12-01 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der elektrischen Polarisation eines piezoelektrischen Aktuators
DE102011078844A1 (de) * 2011-07-08 2013-01-10 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Injektion von Kraftstoffen mit variablen Einspritzratenverläufen, Kraftstoffeinspritzanlage sowie Verbrennungsmotor

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1254719A (fr) 1960-04-21 1961-02-24 Gasrusswerke G M B H Deutsche Procédé pour l'examen de mélange de caoutchouc et de corps voisins en vue de leur plasticité et de leur comportement lors de la vulcanisation et dispositif pour sa mise en oeuvre
US4705003A (en) * 1984-10-17 1987-11-10 Nippon Soken, Inc. Apparatus for controlling electroexpansive actuator avoiding deterioration of polarization
JPS6258882A (ja) * 1985-09-03 1987-03-14 Nippon Soken Inc 電歪式アクチュエータ装置
JPS6258884A (ja) * 1985-09-05 1987-03-14 Nippon Soken Inc 電歪式アクチュエータ装置
JPS6258882U (fr) 1985-09-30 1987-04-11
JPS6368746A (ja) * 1986-09-11 1988-03-28 Nippon Soken Inc 電歪アクチユエ−タ駆動装置
EP1138910B1 (fr) 2000-04-01 2005-03-23 Robert Bosch GmbH Commande de la polarisation des éléments piézoélectriques avant chaque première injection pour arriver aux conditions de démarrage optimale
DE10228146A1 (de) 2002-06-24 2004-05-27 Siemens Ag Verfahren zur Ansteuerung und Längeneinstellung eines piezoelektrischen Aktors (PA) und elektronische Einheit zur Steuerung des Verfahrens
DE10321999A1 (de) * 2002-07-31 2004-02-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Aktors
JP4161635B2 (ja) * 2002-08-19 2008-10-08 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置
DE10250917B3 (de) * 2002-10-31 2004-06-03 Siemens Ag Verfahren zum Betrieb eines Einspritzventils mit einem piezoelektrischen Aktor sowie Steuergerät
EP1445459B1 (fr) 2003-01-17 2005-11-30 Delphi Technologies, Inc. Méthode de commande d'un actionneur piézoélectrique
DE10340137A1 (de) * 2003-09-01 2005-04-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Ansteuerspannung eines piezoelektrischen Aktors eines Einspritzventils
JP4148127B2 (ja) * 2003-12-12 2008-09-10 株式会社デンソー 燃料噴射装置
DE102004009140B4 (de) * 2004-02-25 2006-10-05 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Polarisierung eines piezoelektrischen Aktors
DE102004021955A1 (de) 2004-05-04 2005-12-01 Siemens Ag Verfahren zum Polarisieren einer Piezokeramik
JP4182922B2 (ja) * 2004-06-17 2008-11-19 いすゞ自動車株式会社 排気弁駆動制御方法及び装置
DE102004046080A1 (de) 2004-09-23 2006-04-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines piezoelektrischen Aktors insbesondere einer Kraftstoffeinspritzanlage eines Kraftfahrzeuges
DE102004053349A1 (de) * 2004-11-04 2006-05-18 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors einer Brennkraftmaschine
JP4615967B2 (ja) * 2004-11-17 2011-01-19 株式会社日本自動車部品総合研究所 ピエゾインジェクタの駆動装置
JP4499643B2 (ja) * 2005-09-30 2010-07-07 日立オートモティブシステムズ株式会社 多段燃料噴射式内燃機関
JP4702076B2 (ja) 2006-01-31 2011-06-15 株式会社デンソー ピエゾインジェクタの制御装置
EP1860309B1 (fr) * 2006-05-23 2008-08-27 Delphi Technologies, Inc. Améliorations relatives à la commande des injecteurs de carburant
JP5011887B2 (ja) * 2006-08-22 2012-08-29 Ｔｄｋ株式会社 積層型圧電素子の分極方法
JP4623066B2 (ja) * 2007-08-31 2011-02-02 株式会社デンソー 内燃機関の噴射制御装置
JP4407731B2 (ja) * 2007-08-31 2010-02-03 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置
ATE471447T1 (de) * 2007-09-14 2010-07-15 Delphi Tech Holding Sarl Einspritzsteuerungssystem
DE102007047657B3 (de) 2007-10-05 2009-04-09 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Polarisieren eines piezoelektrischen Elements
DE102007059111A1 (de) * 2007-12-07 2009-06-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Laden eines piezoelektrischen Elements
JP4475331B2 (ja) * 2008-01-10 2010-06-09 株式会社デンソー 燃料噴射装置
DE102008023373B4 (de) * 2008-05-13 2010-04-08 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Steuern eines Einspritzventils, Kraftstoff-Einspritzanlage und Verbrennungsmotor
EP2128415A1 (fr) * 2008-05-27 2009-12-02 Delphi Technologies, Inc. Améliorations d'une commande d'injecteur de carburant
DE102009010634A1 (de) 2009-02-26 2010-09-02 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Anordnung zur Optimierung der Bestimmung und/oder Anpassung von Modellparametern beim Betrieb von mittels Piezoaktoren gesteuerten Ventilen
GB2475224B (en) * 2009-09-28 2016-03-16 Gm Global Tech Operations Inc Method for controlling a piezoelectric injector
FR2953978B1 (fr) * 2009-12-11 2013-02-08 Electricfil Automotive Procede de dimensionnement d'un circuit magnetique d'un actuateur electromagnetique de commande d'un obturateur pour injecteur de moteur thermique et dispositif electromagnetique
DE102009055136A1 (de) * 2009-12-22 2011-06-30 Robert Bosch GmbH, 70469 Einspritzsystem
JP5023172B2 (ja) * 2010-03-09 2012-09-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 電磁弁駆動回路
CN102933836B (zh) * 2010-05-20 2015-06-03 康明斯知识产权公司 压电燃料喷射器系统、估计燃料喷射事件的定时特性的方法
FR2990998B1 (fr) * 2012-05-23 2016-02-26 Continental Automotive France Procede de pilotage d'au moins un actionneur piezoelectrique d'injecteur de carburant d'un moteur a combustion interne
FR3002592B1 (fr) * 2013-02-26 2016-09-16 Continental Automotive France Procede de pilotage d'un injecteur piezoelectrique de carburant d'un moteur a combustion interne de vehicule, comportant une etape de polarisation de l'actionneur piezoelectrique
FR3009031B1 (fr) * 2013-07-29 2015-08-21 Continental Automotive France Procede et dispositif de repolarisation d'un actionneur piezoelectrique d'un injecteur d'un moteur a combustion interne d'un vehicule ayant ete utilise

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005061876A1 (fr) * 2003-12-19 2005-07-07 Siemens Ag Procede de commande d'une soupape et procede de commande d'un dispositif pompe-ajutage avec une soupape
DE102004018211A1 (de) * 2004-04-15 2005-11-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102007033469A1 (de) * 2007-07-18 2009-01-22 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Formung eines elektrischen Steuersignals für einen Einspritzimpuls
GB2451754A (en) * 2007-08-09 2009-02-11 Bosch Gmbh Robert Variable-frequency polarization of a piezoelectric actuator
DE102010021448A1 (de) * 2010-05-25 2011-12-01 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der elektrischen Polarisation eines piezoelektrischen Aktuators
DE102011078844A1 (de) * 2011-07-08 2013-01-10 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Injektion von Kraftstoffen mit variablen Einspritzratenverläufen, Kraftstoffeinspritzanlage sowie Verbrennungsmotor

Also Published As

Publication number Publication date
IN2014DN09168A (fr) 2015-07-10
IN2014DN09334A (fr) 2015-07-10
US20150108923A1 (en) 2015-04-23
FR2990998B1 (fr) 2016-02-26
US20150096539A1 (en) 2015-04-09
FR2990999A1 (fr) 2013-11-29
US10177299B2 (en) 2019-01-08
US9502633B2 (en) 2016-11-22
FR2990999B1 (fr) 2016-12-23
WO2013174506A1 (fr) 2013-11-28
CN104520565A (zh) 2015-04-15
FR2990998A1 (fr) 2013-11-29
CN104520565B (zh) 2020-01-14
CN104302899B (zh) 2017-04-19
CN104302899A (zh) 2015-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013174504A1 (fr) Procede de pilotage d'au moins un actionneur piezoelectrique d'injecteur de carburant d'un moteur a combustion interne
WO2014131508A1 (fr) Procede de pilotage d'un injecteur piezoelectrique de carburant d'un moteur a combustion interne de vehicule, comportant une etape de polarisation de l'actionneur piezoelectrique
EP1274106A1 (fr) Procédé et dispositif d'équilibrage de supercapacité
FR2877745A1 (fr) Procede et dispositif d'adaptation d'une butee d'un organe d'actionnement a commande electrique
EP2158672A2 (fr) Machine electrique tournante et son procede de commande
FR2890414A1 (fr) Installation de regulation de la vitesse de rotation d'un moteur a combustion interne en cas de reduction brusque des gaz
WO2020011768A1 (fr) Procede de declenchement de la mise a l'etat passant d'un transistor
EP2553814B1 (fr) Circuit de contrôle du courant dans un organe électrique de commande ou de la tension aux bornes dudit organe électrique de commande
FR3036222A1 (fr) Procede de commande d'un changement d'etat de fonctionnement d'un organe electromecanique, par exemple un relais, et dispositif correspondant
FR3009031A1 (fr) Procede et dispositif de repolarisation d'un actionneur piezoelectrique d'un injecteur d'un moteur a combustion interne d'un vehicule ayant ete utilise
CA2826639C (fr) Turbomachine comportant un dispositif d'injection privilegiee et procede d'injection correspondant
WO2012114024A1 (fr) Dispositif et procede d'injection privilegiee
EP1463887A1 (fr) Systeme de demarrage pour moteur a combustion interne
FR3070443A1 (fr) Dispositif de commande d'injection de carburant
EP1685318B1 (fr) Systeme d'aide a la regeneration de moyens de depollution d'un moteur de vehicule automobile
EP4183993B1 (fr) Procédé de gestion des quantités de puissance prélevées sur des unités de puissance des ensembles de propulsion d'un aéronef
EP2817865B1 (fr) Procédé de gestion de l'énergie électrique d'une architecture électrique d'un véhicule automobile et véhicule automobile mettant en oeuvre un tel procédé
WO2004079176A1 (fr) Procede de determination du gain d’un injecteur de carburant
FR2997995A1 (fr) Procede de commande de pompe a huile a dilution reduite
EP3207238A1 (fr) Procede de coupure de l'injection de carburant dans un moteur a combustion interne
EP1160434B1 (fr) Système de commande d'un actionneur d'ouverture/fermeture d'un turbocompresseur à géométrie variable équipant un moteur de véhicule automobile
FR3130325A1 (fr) Contrôle d’un moteur d’un véhicule en régime transitoire
WO2021099099A1 (fr) Procede de gestion de l'injection d'un moteur a combustion interne
WO2005047677A1 (fr) Systeme d'aide a la regeneration de moyens de depollution d'un moteur de vehicule
FR2735591A1 (fr) Procede et dispositif de commande auto survolteur pour un actionneur comportant une self inductance

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: 13725073

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14403446

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13725073

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1