WO2020193456A1 - Procede de commande d'un injecteur de carburant haute pression - Google Patents

Procede de commande d'un injecteur de carburant haute pression Download PDF

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WO2020193456A1
WO2020193456A1 PCT/EP2020/057932 EP2020057932W WO2020193456A1 WO 2020193456 A1 WO2020193456 A1 WO 2020193456A1 EP 2020057932 W EP2020057932 W EP 2020057932W WO 2020193456 A1 WO2020193456 A1 WO 2020193456A1
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transistor
potential
injector
diode
current
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PCT/EP2020/057932
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Thierry BAVOIS
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Vitesco Technologies GmbH
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    • F02D2400/16—Adaptation of engine control systems to a different battery voltages, e.g. for using high voltage batteries

Definitions

  • the technical field of the invention is the control of high pressure fuel injectors, in particular, the generation of the control voltages of such injectors.
  • High pressure fuel injectors include a needle actuated by a solenoid and a return spring.
  • the needle In order to initiate the fuel injection, the needle is raised so as to open the orifice of the injector and to put the fuel inlet, such as a common injection rail, in communication with the chamber. combustion. To achieve this, a current is circulated in the solenoid with sufficient intensity to generate a magnetic force greater than the return force of the spring.
  • the needle In order to stop the injection, the needle must be pushed back into the injector so that the injector port is closed. To achieve this, the flow of current in the solenoid is interrupted. With the magnetic force interrupted, the return spring returns the needle to its rest position, closing the orifice of the injector.
  • the opening of a high pressure fuel injector requires a inrush current, or peak current denoted PEAK in the remainder of the description, allowing the needle to be raised to the open position.
  • PEAK peak current
  • the opening is maintained by means of lower intensity currents having a first intensity and a second intensity, and denoted respectively HOLD1 and HOLD2 in the remainder of the description.
  • Figure 1 illustrates these different currents during a fuel injection phase.
  • the generation of the PEAK current involves current regulation from a Vboost potential.
  • the generation of the HOLD1 and HOLD2 currents involves current regulation. By virtue of their intensity and their regulation, the HOLD1 and HOLD2 currents can be obtained from the battery voltage Vbat.
  • the value of the Vboost potential is reduced so that it is necessary to raise it before a new generation of PEAK current.
  • control means are generally controlled so as to generate a current from the battery to the potential Vboost.
  • a mechanism implies that the battery voltage Vbat is lower than the potential Vboost.
  • the battery has a voltage of 48V which can vary over a wide range of values.
  • the battery voltage Vbat can then be greater than the potential Vboost. It is then necessary to use a voltage step-down circuit, also called a buck circuit, in order to regenerate the potential Vboost.
  • the subject of the invention is a method for controlling a high pressure fuel injector for an internal combustion engine of a motor vehicle, the injector being provided with a solenoid for actuating a needle opening the valve. injector and a spring for returning said needle to the closed position, the solenoid of the fuel injector being supplied with current by a control means comprising a first potential connected to the drain of a first transistor, the source of the first transistor being connected to the anode of a first diode, the cathode of the first diode being connected to the cathode of a second diode, to a first connector of the solenoid of the injector, and to the source of a second transistor of power, the drain of a second transistor being connected to a second potential, the anode of the second diode being connected to ground, the second potential being connected to ground through a capacitor, the second potential being also co connected to the cathode of a third diode, the anode of the third diode being connected to a second
  • the control means further comprises an additional diode connected by its anode to the source of the second transistor and by its cathode to the first connector of the injector,
  • the ordering process comprises the following steps:
  • the transistors of the control means are first controlled in a first state in which the first transistor on and the second transistor and the third transistor not on are controlled, then after detection of a charging current of the solenoid greater than a reference current through the first transistor, the transistors are controlled in a second state in which the first transistor is controlled, the second transistor and the third non-conductive transistor so as to obtain a charge transfer effect between the first input potential and the second potential,
  • the first non-conducting transistor is controlled so as to discharge the solenoid of the injector by circulating the current in the second diode and the third diode, while at the same time controlling the second transistor and third non-conductive transistor.
  • the first potential can be equal to the potential of a battery supplying the motor vehicle.
  • Figure 1 illustrates the main changes in the current flowing in the injector solenoid during an injection
  • Figure 2 illustrates the main elements of a voltage step-down circuit
  • FIG. 3 illustrates the main elements of an injector control means
  • Figure 4 illustrates the main elements of a control means of an injector modified when the second potential is greater than the first potential well
  • Figure 5 illustrates the main steps of a method for controlling an injector.
  • FIG. 2 illustrates a voltage step-down circuit employed to regenerate the potential Vboost.
  • the voltage step-down circuit 1 comprises a first input E1, a second input E2, a first output S1 and a second output S2.
  • a transistor T is connected by its drain to the first input E1 and by its source to one end of the inductance L as well as to the cathode of an input diode De.
  • inductance L is connected to the anode of an output diode Ds.
  • the cathode of the output diode Ds is connected to the first output S1 and to one end of a capacitor Cs, the other end of the capacitor Cs being connected to the second input E2, to the second output S2 and to the anode of the input diode De.
  • An input voltage Ve is applied between the two inputs E1, E2, while the transistor T is controlled closed if the output voltage Vs is less than its nominal voltage.
  • the current in the inductance L increases, up to its load value.
  • the inductance L is discharged through the input diode De and the two outputs S1, S2.
  • the output voltage Vs lower than the previously applied input voltage Ve making it possible to provide the direct current requested by a load at the output.
  • capacitor Cs is charged during the charging and discharging of inductor L. Capacitor Cs then discharges when additional current is drawn at the output. The capacitor Cs makes it possible to smooth the output voltage.
  • the transistor T is switched fast enough so as to be able to quickly charge the capacitor at the output to supply the current to a load.
  • the control means comprises a first potential Vbat, generally connected to the battery.
  • the first potential Vbat is connected to the drain of a first power transistor T1.
  • the source of the first power transistor T1 is connected to the anode of a first diode D1.
  • the cathode of the first diode D1 is connected to the cathode of a second diode D2, to a first connector of the injector I NJ, and to the source of a second power transistor T2.
  • the drain of the second power transistor T2 is connected to a second potential Vboost.
  • the second potential Vboost is generally connected to a voltage booster circuit 1 as shown in Figure 2.
  • the anode of the second diode D2 is connected to ground.
  • the second Vboost potential is connected to ground through a capacitor C.
  • the second potential Vboost is also connected to the cathode of a third diode D3, the anode of the third diode D3 being connected to a second connector of the injector INJ and to the drain of a third power transistor T3.
  • the source of the third power transistor T3 is connected to ground via a resistor R.
  • the control means also comprises a means for measuring the first potential Vbat, a means for measuring the second potential Vboost and a means for measuring the intensity flowing in the resistor R.
  • the control of the three transistors T 1, T2, T3 makes it possible to generate and regulate the various currents supplying the injector I NJ.
  • the intensity obtained then corresponds to the PEAK current.
  • the generation of such a current cancels out or greatly decreases a large part of the second Vboost potential. It is then necessary to raise the potential of the second potential Vboost up to a predetermined level making it possible to generate the PEAK current.
  • the intensity of the current flowing through the injector INJ then decreases to the current HOLD1 which is then regulated.
  • a similar mechanism is used to regulate the intensity when changing from a current HOLD1 to a current HOLD2, which is then regulated.
  • first transistor T1 and the third transistor T3 are turned on while the second transistor T2 is controlled off, a current flows from the first potential Vbat through the first diode D1, the injector INJ and the resistor R to ground.
  • the intensity of the current flowing through the injector INJ then increases towards the current HOLD1.
  • a new phase to decrease the current is then engaged as described above.
  • a similar mechanism is used to increase the intensity when regulating the intensity of the current around a specified value, for example around HOLD 2.
  • the first transistor T1, the second transistor T2 and the third transistor T3 are controlled non-conductive, a current flows through the second diode D2, the injector INJ, the third diode D3, the second potential Vboost, the capacitor C to the mass.
  • the intensity of the current flowing in the injector INJ then decreases rapidly, making it possible to reach zero intensity and to cut off the opening of the injector and to pass the current HOLD2 at zero intensity.
  • the transistor T of figure 2 corresponds to the first transistor T1 of figure 3, the input diode De of figure 2 to the second diode D2 of figure 3, the output diode Ds of figure 2 to the third diode D3 in FIG. 3, the capacitor Cs in FIG. 2 to the capacitor C in FIG. 3 and the inductance L to the solenoid of the injector INJ in which the current flows.
  • the control means can be used to raise the second potential Vboost to the potential required to obtain the PEAK current from a battery voltage greater than the potential required to obtain the PEAK current.
  • the first transistor T 1 is controlled so as to charge the injector INJ, while controlling the second transistor T2 and third transistor T3 non-conducting.
  • a current is thus generated allowing the potential of the second potential Vboost to be raised.
  • the discharge of the inductance can be obtained by the expected operation of the control means, in particular by controlling the first transistor T1 and the second non-conducting transistor T2 and the third non-conducting transistor T3.
  • the additional diode Dadd must be arranged so that its cathode is connected to the cathode of the first diode D1, to the cathode of the second diode D2, and to the injector INJ, while its anode is connected to the source of the second transistor T2.
  • FIG. 4 illustrates a modified control means comprising an additional Dadd diode.
  • the injector control means exchanges with an electronic control unit switching instructions for transistors T1, T2, T3 and transmits values of the measured potentials and currents.
  • the electronic control unit is thus able to determine the current phase of the injector control, according to the instructions received from the motor control and in connection with the evolution of the current circulating in the injector illustrated in figure 1.
  • the method of controlling the injector is thus applied by means of controlling the injector and its electronic control unit.
  • the method for controlling the injector comprises a first step STEP1 during which the value of the second potential is determined and then it is determined whether the second potential is less than a predetermined potential threshold, allowing to generate a PEAK opening current of the injector needle.
  • the method continues with a second step STEP2 during which the value of the second potential is determined and then it is determined whether the first potential Vbat is greater than the second potential Vboost.
  • step STEP3 the method continues with a third step STEP3 during which it is determined whether an injection is not required.
  • the method continues with a third step STEP4 during which the transistors are first controlled in a first state of the control means in which the first transistor T1 on and the second transistor T2 and the third non-conducting transistor T3 during a first sub-step SS1 then after detection of a charging current of the inductor greater than a reference current through the first transistor T1, the transistors are controlled in a second state in which the first transistor T1, the second transistor T2 and the third non-conductive transistor T3 are controlled, during a second sub-step SS2. The process then resumes at the first step STEP1.
  • the injector inductance is loaded with a reference current lower than the activation current of the injector supplied by the first potential Vbat similarly to the load of a step-down circuit.
  • the inductance of the injector is discharged into the second potential Vboost.
  • a predetermined duration is waited allowing the solenoid to discharge. It should be noted that the waiting time is equal to a fixed value making it possible to define a frequency equivalent to the frequency of a boost circuit.
  • step STEP1 the process resumes loading the injector solenoid in step SS1. If this is not the case, the process resumes at step STEP1.
  • step STEP3 If, during the third step STEP3, it has been determined that an injection is required, the method continues with a fourth step STEP5, during which, during a third sub-step SS5, it is determined whether a regulation of the Current flowing through the injector is in progress.
  • a decrease in the regulated current is required.
  • the first non-conducting transistor T1 is controlled so as to discharge the injector INJ in the second potential, while controlling the second transistor T2 and third non-conducting transistor T3. The process then resumes at the first step STEP1.
  • the control method allows the components of the control means to be used to form a step-down circuit to raise the second potential from a battery voltage higher than the voltage of the second potential. If an injection is in progress, the energy to be supplied to the injector is reused in order to regulate the current to a set point, including HOLD1 and HOLD2. If no injection is required, the control means are controlled so as to be able to charge the solenoid of the injector to the second potential in the form of a step-down circuit and then to discharge it conventionally.
  • control means can be used on all phases of operation of the injector.

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Abstract

Procédé de commande d'un injecteur de carburant muni d'un solénoïde d'actionnement d'une aiguille ouvrant l'injecteur et d'un ressort de rappel de ladite aiguille en position fermée, le solénoïde étant alimenté par un moyen de commande comprenant un premier potentiel connecté au drain d'un premier transistor, la source du premier transistor étant connectée à l'anode d'une première diode, la cathode de la première diode étant connectée à la cathode d'une deuxième diode, à un premier connecteur du solénoïde et à la source d'un deuxième transistor, le drain d'un deuxième transistor étant connecté à un deuxième potentiel, l'anode de la deuxième diode étant connectée à la masse, le deuxième potentiel étant connecté à la masse par l'intermédiaire d'une capacité et à la cathode d'une troisième diode, l'anode de la troisième diode étant connectée à un deuxième connecteur du solénoïde et au drain d'un troisième transistor, pla source du troisième transistor étant connectée à la masse.

Description

DESCRIPTION
PROCEDE DE COMMANDE D’UN INJECTEUR DE CARBURANT HAUTE PRESSION
L’invention a pour domaine technique la commande d’injecteurs de carburant à haute pression, en plus particulièrement, la génération des tensions de commande de tels injecteurs.
Les injecteurs de carburant à haute pression comprennent une aiguille actionnée par un solénoïde et par un ressort de rappel.
Afin de déclencher l’injection de carburant, l’aiguille est soulevée de sorte à ouvrir l’orifice de l’injecteur et à mettre en communication l’admission de carburant, tel qu’un rail commun d’injection, avec la chambre de combustion. Pour réaliser cela, on fait circuler un courant dans le solénoïde avec une intensité suffisante pour générer une force magnétique supérieure à la force de rappel du ressort.
Afin de stopper l’injection, l’aiguille doit être renfoncée dans l’injecteur de sorte à fermer l’orifice de l’injecteur. Pour réaliser cela, on interrompt la circulation de courant dans le solénoïde. La force magnétique étant interrompue, le ressort de rappel ramène l’aiguille dans sa position de repos, fermant l’orifice de l’injecteur.
Dans la suite de la description, on considérera de façon indistincte le solénoïde de l’injecteur ou l’injecteur dans le cadre de l’alimentation électrique et de la commande.
Plus précisément, l’ouverture d’un injecteur de carburant haute pression, nécessite un courant d’appel, ou courant pic noté PEAK dans la suite de la description, permettant de soulever l’aiguille jusqu’à la position d’ouverture. Une fois la position ouverte atteinte, on maintient l’ouverture grâce à des courants d’intensité inférieures présentant une première intensité et une deuxième intensité, et notés respectivement HOLD1 et HOLD2 dans la suite de la description. La figure 1 illustre ces différents courants lors d’une phase d’injection de carburant.
La génération du courant PEAK implique une régulation en courant à partir d’un potentiel Vboost.
La génération des courants HOLD1 et HOLD2 implique une régulation de courant. De par leur intensité et leur régulation, les courants HOLD1 et HOLD2 peuvent être obtenus à partir de la tension de batterie Vbat.
Lorsque le courant PEAK a été généré, la valeur du potentiel Vboost est réduite de sorte qu’il est nécessaire de la remonter avant une nouvelle génération de courant PEAK.
Pour réaliser cela, on commande généralement le moyen de commande de sorte à générer un courant de la batterie vers le potentiel Vboost. Un tel mécanisme implique que la tension de batterie Vbat est inférieure au potentiel Vboost. Toutefois, dans certains véhicules, la batterie présente une tension de 48V pouvant varier dans une grande gamme de valeurs. La tension de batterie Vbat peut alors être supérieure au potentiel Vboost. Il est alors nécessaire d’employer un circuit abaisseur de tension, également appelé circuit buck, afin de régénérer le potentiel Vboost.
Dans le cas de l’alimentation d’un injecteur de carburant à partir d’une batterie automobile de 48V, le circuit abaisseur de tension requis est particulièrement imposant et coûteux.
Il existe un besoin pour une commande d’un injecteur de carburant à haute pression ne requérant pas de circuit abaisseur de tension distinct des moyens de commande afin de réduire l’encombrement et le coût de la commande d’injecteur de carburant.
Il n’existe pas de moyens de commande d’un injecteur de carburant à haute pression ne requérant pas de circuit abaisseur de tension distinct des moyens de commande.
Le problème technique identifié ci-dessus demeure.
L’invention a pour objet un procédé de commande d’un injecteur de carburant à haute pression pour un moteur à combustion interne d’un véhicule automobile, l’injecteur étant muni d’un solénoïde d’actionnement d’une aiguille ouvrant l’injecteur et d’un ressort de rappel de ladite aiguille en position fermée, le solénoïde de l’injecteur de carburant étant alimenté en courant par un moyen de commande comprenant un premier potentiel connecté au drain d’un premier transistor, la source du premier transistor étant connectée à l’anode d’une première diode, la cathode de la première diode étant connectée à la cathode d’une deuxième diode, à un premier connecteur du solénoïde de l’injecteur, et à la source d’un deuxième transistor de puissance, le drain d’un deuxième transistor étant connecté à un deuxième potentiel, l’anode de la deuxième diode étant connectée à la masse, le deuxième potentiel étant connecté à la masse par l’intermédiaire d’une capacité, le deuxième potentiel étant également connecté à la cathode d’une troisième diode, l’anode de la troisième diode étant connectée à un deuxième connecteur du solénoïde de l’injecteur et au drain d’un troisième transistor, la source du troisième transistor étant connectée à la masse par l’intermédiaire d’une résistance.
Le moyen de commande comprend en outre une diode additionnelle connectée par son anode à la source du deuxième transistor et par sa cathode au premier connecteur de l’injecteur,
le procédé de commande comprend les étapes suivantes :
• on détermine si le deuxième potentiel est inférieur au seuil de potentiel permettant de générer un courant d’ouverture de l’aiguille de l’injecteur,
• si tel est le cas, on détermine si le premier potentiel est supérieur au deuxième potentiel,
• si tel est le cas, on détermine si une injection n’est pas requise, • si tel est le cas, on commande les transistors du moyen de commande d’abord dans un premier état dans lequel on commande le premier transistor passant et le deuxième transistor et le troisième transistor non passants puis après détection d’un courant de charge du solénoïde supérieur à un courant de référence à travers le premier transistor, on commande les transistors dans un deuxième état dans lequel on commande le premier transistor, le deuxième transistor et le troisième transistor non passants se sorte à obtenir un effet de transfert de charge entre le premier potentiel en entrée et le deuxième potentiel,
• on attend une durée prédéterminée permettant au solénoïde de se décharger,
• on détermine si le deuxième potentiel est inférieur au seuil de potentiel permettant de générer un courant d’ouverture de l’aiguille de l’injecteur,
• si tel est le cas, le procédé reprend à la charge du solénoïde de l’injecteur.
Lorsque l’on a déterminé qu’une injection est requise, on peut déterminer si une régulation du courant circulant dans le solénoïde de l’injecteur est en cours,
• si tel est le cas, lorsqu’une décroissance du courant régulé est requise, on commande le premier transistor non passant de sorte à décharger le solénoïde de l’injecteur en faisant circuler le courant dans la deuxième diode et la troisième diode, tout en commandant le deuxième transistor et troisième transistor non passants.
Le premier potentiel peut être égal au potentiel d’une batterie alimentant le véhicule automobile.
D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
La figure 1 illustre les principales évolutions du courant circulant dans le solénoïde de l’injecteur lors d’une injection,
La figure 2 illustre les principaux éléments d’un circuit abaisseur de tension,
La figure 3 illustre les principaux éléments d’un moyen de commande d’un injecteur,
La figure 4 illustre les principaux éléments d’un moyen de commande d’un injecteur modifié lorsque le deuxième potentiel est supérieur au premier puits de potentiel, et
La figure 5 illustre les principales étapes d’un procédé de commande d’un injecteur.
La figure 2 illustre un circuit abaisseur de tension employé pour régénérer le potentiel Vboost.
Le circuit abaisseur de tension 1 comprend une première entrée E1 , une deuxième entrée E2, une première sortie S1 et une deuxième sortie S2. Un transistor T est connecté par son drain à la première entrée E1 et par sa source à une extrémité de l’inductance L ainsi qu’à la cathode d’une diode d’entrée De.
L’autre extrémité de l’inductance L est connectée à l’anode d’une diode de sortie Ds. La cathode de la diode de sortie Ds est connectée à la première sortie S1 et à une extrémité d’une capacité Cs, l’autre extrémité de la capacité Cs étant connectée à la deuxième entrée E2, à la deuxième sortie S2 et à l’anode de la diode d’entrée De.
Une tension d’entrée Ve est appliquée entre les deux entrées E1 , E2, alors que le transistor T est commandé fermé si la tension de sortie Vs est inférieure à sa tension nominale. Le courant dans l’inductance L augmente, jusqu'à sa valeur de charge.
Lorsque l’on commande l’ouverture du transistor T, l’inductance L est déchargée à travers la diode d’entrée De et les deux sorties S1 ,S2. La tension de sortie Vs inférieure à la tension d’entrée Ve précédemment appliquée permettant de fournir le courant continu demandé par une charge en sortie.
Il est à noter que le condensateur Cs est chargé durant la charge et la décharge de l’inductance L. Le condensateur Cs se décharge ensuite lorsque un courant additionnel est appelé en sortie. Le condensateur Cs permet de lisser la tension de sortie.
Le transistor T est commuté suffisamment rapidement de sorte à pouvoir charger rapidement la capacité en sortie pour fournir le courant à une charge.
Sur la figure 3, on peut voir la structure d’un moyen de commande 2 d’un injecteur de carburant à haute pression.
Le moyen de commande comprend un premier potentiel Vbat, connecté généralement à la batterie. Le premier potentiel Vbat est connecté au drain d’un premier transistor de puissance T1. La source du premier transistor de puissance T1 est connectée à l’anode d’une première diode D1. La cathode de la première diode D1 est connectée à la cathode d’une deuxième diode D2, à un premier connecteur de l’injecteur I NJ, et à la source d’un deuxième transistor de puissance T2. Le drain du deuxième transistor de puissance T2 est connecté à un deuxième potentiel Vboost. Le deuxième potentiel Vboost est généralement connecté à un circuit élévateur de tension 1 tel qu’illustré par la figure 2.
L’anode de la deuxième diode D2 est connectée à la masse.
Le deuxième potentiel Vboost est connecté à la masse par l’intermédiaire d’une capacité C.
Le deuxième potentiel Vboost est également connecté à la cathode d’une troisième diode D3, l’anode de la troisième diode D3 étant connectée à un deuxième connecteur de l’injecteur INJ et au drain d’un troisième transistor de puissance T3. La source du troisième transistor de puissance T3 est connectée à la masse par l’intermédiaire d’une résistance R. Le moyen de commande comprend également un moyen de mesure du premier potentiel Vbat, un moyen de mesure du second potentiel Vboost et un moyen de mesure de l’intensité circulant dans la résistance R.
La commande des trois transistors T 1 ,T2,T3 permet de générer et réguler les différents courants alimentant l’injecteur I NJ.
En particulier, si le premier transistor T 1 est commandé non passant alors que le deuxième transistor T2 et le troisième transistor T3 sont commandés passants, un courant circule du deuxième potentiel Vboost à travers l’injecteur INJ et la résistance R vers la masse.
L’intensité obtenue correspond alors au courant PEAK. La génération d’un tel courant annule ou diminue fortement une grande partie du deuxième potentiel Vboost. Il est alors nécessaire de remonter le potentiel du deuxième potentiel Vboost jusqu’à un niveau prédéterminé permettant de générer le courant PEAK.
Si le premier transistor T1 et le deuxième transistor T2 sont commandés non passants alors que le troisième transistor T3 est commandé passant, un courant circule à travers la deuxième diode D2, l’injecteur INJ et la résistance R vers la masse.
L’intensité du courant circulant dans l’injecteur INJ décroît alors vers le courant HOLD1 qui est ensuite régulé.
Un mécanisme similaire est employé pour réguler l’intensité lorsque l’on passe d’un courant HOLD1 à un courant HOLD2, qui est ensuite régulé.
Si le premier transistor T1 et le troisième transistor T3 sont commandés passants alors que le deuxième transistor T2 est commandé non passant, un courant circule du premier potentiel Vbat à travers la première diode D1 , l’injecteur INJ et la résistance R vers la masse.
L’intensité du courant circulant dans l’injecteur INJ croit alors vers le courant HOLD1. Une nouvelle phase pour faire décroître le courant est alors enclenchée comme décrit précédemment.
Un mécanisme similaire est employé pour faire croître l’intensité lorsque l’on régule l’intensité du courant autour d’une valeur spécifiée, par exemple autour HOLD 2.
Si le premier transistor T1 , le deuxième transistor T2 et le troisième transistor T3 sont commandés non passants, un courant circule à travers la deuxième diode D2, l’injecteur INJ, la troisième diode D3, le deuxième potentiel Vboost, le condensateur C vers la masse. L’intensité du courant circulant dans l’injecteur INJ décroît alors rapidement permettant d’atteindre une intensité nulle et de couper l’ouverture de l’injecteur et de transiter du courant HOLD2 à une intensité nulle. L'inventeur s’est aperçu que la structure du moyen de commande 2 de l’injecteur comprenait des éléments en commun avec la structure d’un circuit abaisseur de tension tel qu’illustré sur la figure 2.
On peut ainsi voir que le transistor T de la figure 2 correspond au premier transistor T1 de la figure 3, la diode d’entrée De de la figure 2 à la deuxième diode D2 de la figure 3, la diode de sortie Ds de la figure 2 à la troisième diode D3 de la figure 3, la capacité Cs de la figure 2 au condensateur C de la figure 3 et l’inductance L au solénoïde de l’injecteur INJ dans lequel le courant circule.
On peut utiliser le moyen de commande afin de remonter le deuxième potentiel Vboost jusqu’au potentiel requis pour obtenir le courant PEAK à partir d’une tension de batterie supérieure au potentiel requis pour obtenir le courant PEAK.
Pour réaliser cela, lorsque l’inductance de l’injecteur INJ est déchargée à une valeur nulle correspondant à une coupure de l’injecteur, on commande le premier transistor T 1 passant de sorte à charger l’injecteur INJ, tout en commandant le deuxième transistor T2 et troisième transistor T3 non passants.
On génère ainsi un courant permettant de remonter le potentiel du deuxième potentiel Vboost.
La décharge de l’inductance peut être obtenue par le fonctionnement attendu du moyen de commande, notamment en commandant le premier transistor T1 et le deuxième transistor T2 non passants et le troisième transistor T3 non passant.
On obtient ainsi une diminution de la charge de l’injecteur de sorte à obtenir une topologie similaire à un circuit abaisseur de tension.
Toutefois, lorsque le potentiel Vbat est supérieur au potentiel Vboost, un courant inverse peut circuler à travers le deuxième transistor T2 lorsque le premier transistor T1 est commandé passant car cela a pour effet d’augmenter le potentiel Vboost au-dessus de la tension de fonctionnement du deuxième transistor T2. Afin d’éviter une telle situation préjudiciable une diode additionnelle Dadd est ajoutée de sorte à empêcher la circulation d’un courant du premier potentiel Vbat vers le deuxième potentiel Vboost à travers le deuxième transistor T2.
La diode additionnelle Dadd, doit être disposée de sorte que sa cathode soit connectée à la cathode de la première diode D1 , à la cathode de la deuxième diode D2, et à l’injecteur INJ, tandis que son anode est connectée à la source du deuxième transistor T2. La figure 4 illustre un moyen de commande modifié comprenant une diode additionnelle Dadd.
Le moyen de commande de l’injecteur échange avec une unité de commande électronique des instructions de commutation des transistors T1 , T2, T3 et transmet des valeurs des potentiels et courants mesurés. L’unité de commande électronique est ainsi apte à déterminer la phase courante de commande l’injecteur, selon les instructions reçues du contrôle moteur et en liaison avec l’évolution du courant circulant dans l’injecteur illustré par la figure 1.
Le procédé de commande l’injecteur s’applique ainsi au moyen de commande de l’injecteur et à son unité de commande électronique.
Sur la figure 5, on peut voir que le procédé de commande de l’injecteur comprend une première étape STEP1 au cours de laquelle on détermine la valeur du deuxième potentiel puis on détermine si le deuxième potentiel est inférieur à un seuil de potentiel prédéterminé, permettant de générer un courant PEAK d’ouverture de l’aiguille de l’injecteur.
Si tel n’est pas le cas, le deuxième potentiel est déjà au niveau requis pour générer le courant PEAK. Le procédé reprend alors à la première étape STEP1.
Si tel est le cas, le procédé se poursuit par une deuxième étape STEP2 au cours de laquelle on détermine la valeur du deuxième potentiel puis on détermine si le premier potentiel Vbat est supérieur au deuxième potentiel Vboost.
Si tel n’est pas le cas, le procédé reprend à la première étape STEP1.
Si tel est le cas, le procédé se poursuit par une troisième étape STEP3 au cours de laquelle on détermine si une injection n’est pas requise.
Si tel est le cas, le procédé se poursuit par une troisième étape STEP4 au cours de laquelle on commande les transistors d’abord dans un premier état du moyen de commande dans lequel on commande le premier transistor T1 passant et le deuxième transistor T2 et le troisième transistor T3 non passants lors d’une première sous-étape SS1 puis après détection d’un courant de charge de l’inductance supérieur à un courant de référence à travers le premier transistor T1 , on commande les transistors dans un deuxième état dans lequel on commande le premier transistor T1 , le deuxième transistor T2 et le troisième transistor T3 non passants, lors d’une deuxième sous-étape SS2. Le procédé reprend alors à la première étape STEP1.
Lors du premier état, on charge l’inductance de l’injecteur avec un courant de référence inférieur au courant d’activation de l’injecteur alimenté par le premier potentiel Vbat de façon similaire à la charge d’un circuit abaisseur de tension.
Lors du deuxième état, on décharge l’inductance de l’injecteur dans le deuxième potentiel Vboost.
Au cours d’une troisième sous-étape SS3, on attend une durée prédéterminée permettant au solénoïde de se décharger. Il est à noter que le temps d’attente est égal à une valeur fixe permettant de définir une fréquence équivalente à la fréquence d’un circuit boost. Au cours d’une quatrième sous-étape SS4, on détermine si le deuxième potentiel est inférieur au seuil de potentiel permettant de générer un courant d’ouverture de l’aiguille de l’injecteur.,
si tel est le cas, le procédé reprend à la charge du solénoïde de l’injecteur à l’étape SS1. Si tel n’est pas le cas, le procédé reprend à l’étape STEP1.
Si, lors de la troisième étape STEP3, on a déterminé qu’une injection est requise, le procédé se poursuit par une quatrième étape STEP5, au cours de laquelle, lors d’une troisième sous-étape SS5, on détermine si une régulation du courant circulant dans l’injecteur est en cours.
Si tel n’est pas le cas, le procédé reprend à la première étape STEP1.
Si tel est le cas, au cours d’une quatrième sous-étape SS6, on détermine lorsqu’une décroissance du courant régulé est requise. Lorsque tel est le cas, on commande le premier transistor T1 non passant de sorte à décharger l’injecteur INJ dans le deuxième potentiel, tout en commandant le deuxième transistor T2 et troisième transistor T3 non passants. Le procédé reprend ensuite à la première étape STEP1.
Dès lors que l’on régule le courant circulant dans l’injecteur, on peut ainsi récupérer une fraction de l’énergie servant à décharger l’injecteur de sorte à remonter le deuxième potentiel vers la valeur prédéterminée, alors que la tension de batterie est supérieure au deuxième potentiel.
Le procédé de commande permet d’utiliser les composants du moyen de commande pour former un circuit abaisseur de tension afin de remonter le deuxième potentiel à partir d’une tension de batterie supérieure à la tension du deuxième potentiel. Si une injection est en cours, on réutilise l’énergie devant être fournie à l’injecteur afin d’en réguler le courant à une valeur de consigne, notamment HOLD1 et HOLD2. Si aucune injection n’est requise, on commande le moyen de commande de sorte à pouvoir charger le solénoïde de l’injecteur vers le deuxième potentiel sous la forme d’un circuit abaisseur de tension puis de le décharger classiquement.
Ainsi, on peut utiliser la structure du moyen de commande sur toutes les phases de fonctionnement de l’injecteur.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Procédé de commande d’un injecteur de carburant à haute pression pour un moteur à combustion interne d’un véhicule automobile, l’injecteur étant muni d’un solénoïde d’actionnement d’une aiguille ouvrant l’injecteur et d’un ressort de rappel de ladite aiguille en position fermée, le solénoïde de l’injecteur de carburant étant alimenté en courant par un moyen de commande comprenant un premier potentiel connecté au drain d’un premier transistor (T 1), la source du premier transistor (T1) étant connectée à l’anode d’une première diode (D1), la cathode de la première diode (D1) étant connectée à la cathode d’une deuxième diode (D2), à un premier connecteur du solénoïde de l’injecteur, et à la source d’un deuxième transistor (T2) de puissance, le drain d’un deuxième transistor (T2) étant connecté à un deuxième potentiel, l’anode de la deuxième diode (D2) étant connectée à la masse, le deuxième potentiel étant connecté à la masse par l’intermédiaire d’une capacité (C), le deuxième potentiel étant également connecté à la cathode d’une troisième diode, l’anode de la troisième diode étant connectée à un deuxième connecteur du solénoïde de l’injecteur et au drain d’un troisième transistor (T3), la source du troisième transistor (T3) étant connectée à la masse par l’intermédiaire d’une résistance.
caractérisé par le fait que le moyen de commande comprend en outre une diode additionnelle connectée par son anode à la source du deuxième transistor (T2) et par sa cathode au premier connecteur de l’injecteur,
le procédé de commande comprenant les étapes suivantes :
• on détermine si le deuxième potentiel est inférieur au seuil de potentiel permettant de générer un courant d’ouverture de l’aiguille de l’injecteur,
• si tel est le cas, on détermine si le premier potentiel est supérieur au deuxième potentiel,
• si tel est le cas, on détermine si une injection n’est pas requise,
• si tel est le cas, on commande les transistors du moyen de commande d’abord dans un premier état dans lequel on commande le premier transistor (T1) passant et le deuxième transistor (T2) et le troisième transistor (T3) non passants puis après détection d’un courant de charge du solénoïde supérieur à un courant de référence à travers le premier transistor (T1), on commande les transistors (T1 ,T2,T3) dans un deuxième état dans lequel on commande le premier transistor (T 1), le deuxième transistor (T2) et le troisième transistor (T3) non passants de sorte à d’obtenir un effet de transfert de charge entre le premier potentiel en entrée et le deuxième potentiel,
• on attend une durée prédéterminée permettant au solénoïde de se décharger, • on détermine si le deuxième potentiel est inférieur au seuil de potentiel permettant de générer un courant d’ouverture de l’aiguille de l’injecteur,
• si tel est le cas, le procédé reprend à la charge du solénoïde de l’injecteur.
[Revendication 2] Procédé de commande selon la revendication précédente dans lequel, lorsque l’on a déterminé qu’une injection est requise, on détermine si une régulation du courant circulant dans le solénoïde de l’injecteur est en cours.
• si tel est le cas, lorsqu’une décroissance du courant régulé est requise, on commande le premier transistor (T1) non passant de sorte à décharger le solénoïde de l’injecteur en faisant circuler le courant dans la deuxième diode (D2) et la troisième diode, tout en commandant le deuxième transistor (T2) et troisième transistor (T3) non passants.
[Revendication 3] Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le premier potentiel est égal au potentiel de la batterie alimentant le véhicule automobile.
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