Brevet FR2831343A1 — publié le 20030425

fonctionnement du micro-fusible. La présente invention concerne un montage de circuit de décharge d'un condensateur tampon, notamment pour l'alimentation en haute tension d'un étage de puissance piézo-électrique d'un appareil de commande. s Etat de la technique Il est connu d'utiliser des appareils de commande des sys- tèmes d'injection pour la commande de moteurs de véhicules automobiles. Ces appareils de commande assurent la commande précise ou la régula- tion de la quantité indectée ainsi que de l'instant d'indection dans un mo lO teur à combustion interne. Les systèmes d'injection de moteurs comprennent un indecteur et un élément piézo-électrique commandés par l'appareil de commande. L'appareil de commande se compose principale- ment d'un appareil de commande pilote, d'une alimentation à haute ten- sion avec un transformateur de tension continue, un condensateur lS tampon et un étage de puissance piézo-électrique. Le condensateur tam- pon sert à l'alimentation à haute tension de l'appareil de commande. Cet appareil de commande est relié par un connecteur d'appareil de com- mande et à un connecteur de faisceau de câbles à la commande du mo- teur. Des appareils de commande des éléments piézo-électriques utilisent des tensions élevées, dépassant de manière significative la tension mini- male de protection. De telles tensions élevées représentent dans certains cas un risque d'accident plus important que les systèmes actuels pour les personnes. Avant tout, lorsque le connecteur du faisceau de câble est en- levé et qu'il y a un défaut de branchement dans l'étage de puissance piézo électrique pour commander l'élément piézo-électrique périphérique corres- pondant et l'étage de puissance piézo-électrique, on risque qu'une haute tension reste appliquée au connecteur de l'appareil de commande. En ou- tre, il est possible que lorsque la batterie d'alimentation en tension est coupée ou que l'appareil de commande est coupé, qu'il subsiste encore pendant un certain temps une haute tension au niveau de certains en- sembles dans l'appareil de commande. Ces inconvénients se traduisent par un risque pour le personnel en cas de contact avec le connecteur de l'appareil de commande, en particulier si l'appareil de commande est ou- vert et que certains ensembles sont encore à la haute tension. 3s Avantages de l' invention La présente invention a pour but de remédier à ces incon- vénients et concerne à cet effet un montage du type défini ci-dessus, ca- ractérisé en ce que des éléments de commutation électroniques à l' aide desquels après séparation de l'appareil de commande par rapport à l'élément piézo-électrique ou coupure de l'appareil de commande, on dé charge le condensateur tampon sans pouvoir le recharger. Si l'étage de puissance piézo-électrique est alimenté à partir s d'une source de tension par l'intermédiaire d'un transformateur de tension continue, de préférence le transformateur de tension continue et l'étage de puissance piézo-électrique sont commandés par l'appareil de commande à travers un appareil de commande pilote, et le condensateur tampon est branché entre le transformateur de tension continue et l'étage de puis o sance piézo-électrique. En outre un connecteur de l'appareil de commande permet de relier à l'élément piézo-électrique, les éléments de commutation élec troniques par un pont de faisceau de câbles, l'étage de puissance piézo électrique, la source de tension par l'intermédiaire d'un relais principal, et s un deuxième appareil de commande pilote avec sa sortie de relais princi pal par l'intermédiaire d'un connecteur de faisceau de câbles. Le montage selon l'invention offre l'avantage que le conden sateur tampon de haute tension pour l'étage de puissance piézo-électrique dans l'appareil de commande soit déchargé par les éléments de commuta tion électroniques après séparation de l'appareil de commande par rapport à l'élément piézo-électrique par extraction du connecteur du faisceau de câbles du connecteur de l'appareil de commande ou coupure de l'appareil de commande. Le condensateur ne peut plus se recharger immédiatement. Avantageusement si une tension base-émetteur correspondant à la carac 2s téristique des éléments de commutation est appliquée aux éléments de commutation (Tl), et (T2), la tension base-émetteur (Utampon) est obtenue par une tension tampon augmentée du condensateur tampon par l'intermédiaire d'une résistance ou la tension base-émetteur (Ubat) corres pond à une tension de batterie. Selon d'autres caractéristiques avantageuses du montage selon l'invention: - une résistance est associée à l'élément de commutation, cette résis tance formant, avec la capacité du condensateur tampon, une cons tante de temps de décharge, ss - des résistances sont associées à l'élément de commutation pour régler le point de fonctionnement de l'élément de commutation électronique. Selon une réalisation préférentielle de l'invention, le mon tage comporte des éléments de commutation électroniques, de préférence des transistors bipolaires de type npn ou des transistors MOSFEI qui après enlèvement du connecteur de faisceau de câbles ou coupure de l'appareil de commande reçoIvent une tension base émetteur. Cette ten- sion débloque les transistors et produit la décharge très rapide du con s densateur tampon. Un premier transistor produit la décharge du condensateur tampon et le second transistor assure la coupure de l'appareil de commande pilote dans l'appareil de commande, ce qui évite une nouvelle recharge du condensateur tampon. Ce montage constitue un circuit de protection de l'alimentation à haute tension des appareils de 0 commande et réduit considérablement le risque pour le personnel. La sé- curité de fonctionnement des systèmes formés d'appareils de commande avec des étages de puissance piézo-électriques à haute tension et l'élément piézo-électrique relié à ces étages est augmentée considérablement par ce montage de protection, intégré. s Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma d'un premier exemple de réalisation, - la figure 2 est un schéma d'un second exemple de réalisation, - la figure 3 montre la caractéristique de tension en fonction du temps. Description des exemples de réalisation La figure 1 montre un condensateur tampon 10 alimenté avec une haute tension par une source de tension 18 par l'intermédiaire s d'un transformateur de tension continue 20. Le condensateur tampon 10 est utilisé dans un appareil de commande 14 pour assurer l'alimentation en tension d'un étage de puissance piézo-électrique 12. Le convertisseur de tension continue 20 et l'étage de puissance piézo-électrique 12 sont commandés par un appareil de commande pilote 22. Les éléments piézo so électriques 16 sont reliés à l'étage de puissance piézo-électrique 12 par un connecteur d'appareil de commande 30 et un faisceau de câbles 32. Le condensateur tampon 10 est relié du côté de la haute tension à une ré- sistance R1 et une résistance R2 ainsi qu'à des commutateurs électroni- ques T1, T2. Les commutateurs électroniques T1, T2 sont notamment des 3s transistors bipolaires de type npn ou des transistors MOSFET. Les tran- sistors T1, T2 sont reliés par leur base à une résistance R2 ainsi qu'à un pont 24 du faisceau de câbles dans le collecteur appareil de com- mande/faisceau de câbles 30, 32 pour être reliés à la masse. Le collecteur du commutateur électronique T1 est relié à la résistance R1 et son émet teur est relié à la masse. Le commutateur électronique T2 est également relié à la masse par son émetteur mais sa sortie de commutateur corres pondant à la commutation est reliée à l'appareil de commande pilote 22. Après enlèvement du connecteur 32 du faisceau de câble par rapport au connecteur 30 de l'appareil de commande, le ctrcuit selon l'invention fonctionne de la manière suivante: En mode normal, les bases des transistors T1, T2 sont re liées à la masse par l'intermédiaire du pont 24 du connecteur appareil de o commande/faisceau de câbles 30, 32. Chaque base des transistors T1, T2 ne reçoit ainsi pas de tension base-émetteur U si bien que les transistors T1, T2 sont bloqués, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas conducteurs. Lorsqu'on enlève le connecteur 32 du faisceau de câbles par rapport au connecteur 32 de l'appareil de commande, les transistors T1, T2 se débloquent car il s'établit une tension base-émetteur Utampon du con densateur tampon 10 aux bornes de la résistance R2. Le transistor T1, commuté, décharge immédiatement le condensateur tampon 10 dans la résistance R1. Le commutateur T2, commuté, remet l'appareil de com mande pilote 22 à l'état et évite ainsi que le condensateur tampon 10 ne o se recharge par l'absence de commande du transformateur de tension continue 20 par l'appareil de commande pilote 22. L'opération de décharge du condensateur tampon 10 se fait avec une constante de temps résultant de la résistance R1 et de la capacité du condensateur tampon lO.Par un dimensionnement approprié on obtient que la haute tension du conden sateur tampon 10 chute dans une période déterminée à une tension limite de protection Ulim. La figure 3 montre la courbe de la tension tampon Utampon du condensateur tampon 10 en fonction du temps. Selon l'invention, il apparaît clairement que la haute tension du condensateur tampon 10 au so moment d'une extraction 36 du connecteur 32 du faisceau de câble par rapport au connecteur 30 de l'appareil de commande, chute en un temps très court à la tension limite Ulim. Cette valeur limite de tension Ulim est inférieure ou égale à une tension minimale de protection, prédéfinie. Selon un second exemple de réalisation représenté à la fi gure 2, 1'extraction 36 du connecteur 32 du faisceau de câbles par rapport au connecteur 30 de l'appareil produit également, selon l'invention, la chute de la haute tension UtampOn du condensateur tampon 10 à la valeur de la tension limite Uim. En outre, l'appareil de commande pilote 22 est s remis à l'état initial. Le ctrcuit utilisé à cet effet dans le second exemple de réalisation selon la figure 2 montre que chaque base des éléments de commutation électroniques T1, T2 n'est pas reliée à la masse par le pont 24 du faisceau de câbles mais, au contraire, le faisceau de câble assure la s liaison avec une sortie HR d'un second appareil de commande 28. Entre la base du transistor de commutation T1 et le pont 24 du faisceau de câbles on a une résistance R4; entre la base du transistor T2 et le pont 24 du faisceau de câbles on a une résistance R5. En outre, la base du transistor T1 est reliée par une résistance R3 à la masse; la base du transistor T2 o est reliée à la masse par une résistance R6. La sortie HR de l'appareil de commande pilote 28 est utilisée pour commander un relais principal 26. En fonctionnement normal, le relais principal 26 est commandé. Cela si- gnifie que la sortie HR ainsi que les transistors T1, T2 par l'intermédiaire du pont 24 du faisccau de câbles sont reliés à la masse par l'appareil pi s lote 28. La base de chacun des transistors T1, T2 ne reçoit dans ces con- ditions aucune tension base-émetteur U et les transistors T1, T2 sont bloqués, c'est-à-dire non conducteurs. La figure 2 montre également le condensateur tampon comme la figure 1. Ce condensateur est alimenté en haute tension de la o source de tension 18 par l'intermédiaire du transformateur de tension continue 20. Le transformateur de tension continue 20 et l'étage de puis- sance piézo-électrique 12 sont commandés par l'appareil de commande pilote 22; le connocteur 30 de l'appareil de commande et le connecteur 32 du faisceau de câbles relient les éléments piézo-électriques 16 à l'étage de s puissance piézo-électrique 12. Du côté de la haute tension, le condensa- teur tampon 10 est associé aux résistances R1, R2 ainsi qu'aux éléments de commutation électroniques T1, T2. La base des transistors T1, T2 est relice comme à la figure 1 à la résistance R2 ainsi qu'au pont 24 du fais- ceau de câbles et par là à la sortie HR de l'appareil de commande pilote 28. Du côté du collecteur, le branchement entre le transistor T1 et la ré- sistance R1 ainsi que le branchement du transistor T2 à l'appareil de commande pilote 22 et la mise à la masse des transistors T1, T2 du côté de l'émetteur sont inchangés par rapport au circuit de la figure 1. Si maintenant on coupe de façon externe l'appareil de s commande 14, l'appareil de commande pilote 28 donne une sortie HR fortement ohmique. A la sortie HR il n'y aura pas la tension Ubat Si bien que par l'intermédiaire du pont 24 du faisceau de câbles, on aura une tension U base-émetteur appliquée aux transistors T1, T2 qui seront commandés, c'est-à-dire débloqués (conducteurs). Le transistor débloqué T1 produit une décharge immédiate du condensateur tampon 10 par l'intermédiaire de la résistance R1. Le transistor débloqué T2 remet l'appareil de commande pilote 22 à l'état initial et évite ainsi, comme cela s a déjà été indiqué à propos du premier exemple de réalisation, une re- charge du condensateur tampon 10 par l'absence de commande du transformateur de tension continue 20 par l'appareil de commande pilote 22. L'opération de décharge du condensateur tampon 10 se fait pour la même résistance R1 et la même capacité tampon du condensateur 10 et la o constante de temps de décharge qui en résulte. Les résistances R3-R6 telles que représentées permettent de régler le point de fonctionnement des transistors T1, T2. Le circuit de décharge décrit à la figure 2 fonctionne du fait du pont 24 du faisceau de câbles également lorsqu'on enlève le connecteur de faisceau de câbles 32 par rapport au connecteur de l'appareil de com- mande 30. Ainsi, comme cela a été décrit à la figure 1, par la résistance R2 on a la tension base-émétteur UmpOn du condensateur tampon 10 et l'opération de coupure se déroule comme cela a déjà été décrit pour le premier exemple de réalisation selon la figure 1. Ce montage permet ainsi, d'une part, lorsqu'on enlève le connecteur 32 du connecteur 30, et, d'autre part, lorsqu'on effectue une coupure externe de l'appareil pilote 28, la décharge de la haute tension du condensateur tampon 10 sans qu'il ne s'ensuive une recharge du condensateur tampon 10. REVENDICATIONS 1 ) Montage de circuit de décharge d'un condensateur tampon (10), no- tamment pour l'alimentation en haute tension d'un étage de puissance piézo-électrique (12) d'un appareil de commande (14), s caractérisé par des éléments de commutation électroniques (T1, T2) à l'aide desquels après séparation de l'appareil de commande (14) par rapport à l'élément piézo-électrique (16) ou coupure de l'appareil de commande (14), on dé- charge le condensateur tampon (10) sans pouvoir le recharger. 2 ) Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étage de puissance piézo-électrique (12) est alimenté à partir d'une source de tension (18) par l'intermédiaire d'un transformateur de tension s continue (20). 3 ) Montage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le transformateur de tension continue (20) et l'étage de puissance piézo électrique (12) sont commandés par l'appareil de commande (14) à travers un appareil de commande pilote (22). 4 ) Montage selon la revendication 2, caractérisé en ce que s le condensateur tampon (10) est branché entre le transformateur de ten- sion continue (20) et l'étage de puissance piézo-électrique (12). ) Montage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu' un connecteur (30) de l'appareil de commande permet de relier à l'élément piézoélectrique (16), les éléments de commutation électroniques (T1, T2) par un pont de faisceau de câbles (24), l'étage de puissance piézo- électrique (12), la source de tension (18) par l'intermédiaire d'un relais principal (26), et un deuxième appareil de commande pilote (28) avec sa 3s sortie de relais principal (HR) par l'intermédiaire d'un connocteur de fais- ceau de cables (32). 6 ) Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' une tension base-émetteur correspondant à la caractéristique des élé- ments de commutation est appliquée aux éléments de commutation (T1), et (T2). s 7 ) Montage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la tension base-émetteur (Upon) est obtenue par une tension tampon augmentée du condensateur tampon (10) par l'intermédiaire d'une résis o tance (R2). 8 ) Montage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la tension base-émetteur (Uba) correspond à une tension de batterie. 9 ) Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' une résistance (R1) est associée à l'élément de commutation (T1), cette ré sistance formant, avec la capacité du condensateur tampon (10), une constante de temps de décharge. ) Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que des résistances (R3), (R4) sont associées à l'élément de commutation (T1) 2s pour régler le point de fonctionnement de l'élément de commutation élec- tronique (T1). 11 ) Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que des résistances (R5), (R6) sont associées à l'élément de commutation élec- tronique (T2) pour régler le point de fonctionnement de cet élément de commutation électronique (T2). 12 ) Montage selon la revendication 1, 3s caractérisé en ce que les éléments de commutation (T1), (T2) sont des transistors bipolaires de type npn. 13 ) Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de commutation (T1), (T2) sont des transistors MOSFET.