EP2815122A1 - Dispositif de démarrage d'un moteur thermique d'un véhicule automobile muni d'un capteur de déplacements et procédé associé - Google Patents

Dispositif de démarrage d'un moteur thermique d'un véhicule automobile muni d'un capteur de déplacements et procédé associé

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Publication number
EP2815122A1
EP2815122A1 EP13708206.1A EP13708206A EP2815122A1 EP 2815122 A1 EP2815122 A1 EP 2815122A1 EP 13708206 A EP13708206 A EP 13708206A EP 2815122 A1 EP2815122 A1 EP 2815122A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
starter
engine
drive member
state
contact plate
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13708206.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Sébastien Metral
Stéphane PLAIDEAU
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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 Valeo Equipements Electriques Moteur SAS filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Publication of EP2815122A1 publication Critical patent/EP2815122A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/04—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears
    • F02N15/06—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement
    • F02N15/067—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement the starter comprising an electro-magnetically actuated lever
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0851—Circuits specially adapted for starting of engines characterised by means for controlling the engagement or disengagement between engine and starter, e.g. meshing of pinion and engine gear
    • F02N11/0855—Circuits specially adapted for starting of engines characterised by means for controlling the engagement or disengagement between engine and starter, e.g. meshing of pinion and engine gear during engine shutdown or after engine stop before start command, e.g. pre-engagement of pinion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/02—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the engine
    • F02N2200/022—Engine speed

Definitions

  • the invention relates to the field of starters for a motor vehicle engine.
  • the invention finds a particularly advantageous, but not exclusive, application with vehicles equipped with the function of stopping and restarting the engine (so-called "stop and start” function) according to which the engine of the vehicle is stopped due to traffic conditions (especially during a stop at a red light) and then restarted to save fuel.
  • a starter generally comprises an electric motor associated with a drive assembly of the internal combustion engine.
  • the drive assembly is most often adapted to be coupled to the moving parts of the internal combustion engine during a start-up phase of the latter and to be uncoupled from the internal combustion engine when the latter is running.
  • the starter comprises an electromagnetic switch adapted to, on the one hand, drive the power supply of the electric motor and, on the other hand, control the coupling and uncoupling of the drive assembly with one of the moving parts of the internal combustion engine.
  • the drive assembly comprises a launcher associated with a drive member typically taking the form of a drive gear adapted to mate with the movable member of the engine.
  • the drive gear is movable in translation between a disengaged position and a coupled position.
  • the launcher is mobile in rotation on itself and is movable in axial translation between a rest position and a driving position. The launcher is moved between these resting and driving positions by means of a lever operated by the electromagnetic switch.
  • the stopping phase of the engine which corresponds to the time interval between a stop command of the engine and the actual stopping of the latter is formed of a first window F1 in which the speed of the engine decreases while remaining strictly positive and a second window F2 in which the speed has oscillations around the zero speed before becoming zero.
  • the sign of the rotational speed of the engine depends on the direction of rotation of the engine: it is positive when the motor rotates in the usual direction of rotation and negative when it rotates in the opposite direction.
  • the oscillation around the zero speed corresponds to a phase called “swing phase” in which the crankshaft can rotate in the opposite direction also called “inverted rotation” during the last descent of one or more pistons.
  • the starter may be damaged in the case where the drive member enters the engagement position while the engine has a speed too high (in particular greater than 300 revolutions / min) or when the engine changes of direction of rotation in the swing phase F2.
  • the invention aims to allow engagement of the drive member when the heat engine has, in a stopping phase, a speed adapted strictly positive but lower speeds likely to damage the starter.
  • a displacement measuring sensor is used which makes it possible to detect displacements produced by vibrations which depend on the vibrations of the heat engine and the displacement of the drive member is controlled according to the measurements returned by the displacement measuring sensor.
  • the invention is based on the principle that the movements detected by the detector due to vibration are a function of the rotational speed of the engine that cause vibrations to the engine and that transmit them through the vehicle chassis to the sensor measurement.
  • the changes in the rotational speed of the engine causes variations in the displacement of the engine relative to the chassis, called vibrations, which are transmitted to a member, whether the starter or a part of the environment of the engine. starter, whose sensor measures displacement relative to the chassis.
  • the invention makes it possible to measure, during the stopping phase of the heat engine, the movements of the starter or a part of the environment of the starter which are function and therefore dependent on the speed of rotation of the engine to detect a range of movement of the starter or part of the environment depending on a rotational speed range of the heat engine conducive to a safe engagement of the drive member between the teeth of the motor ring.
  • the vibrations of the heat engine being transmitted to the starter via the carcass also called chassis of the vehicle to which the starter is also connected, the sensor can be positioned on the starter or on a part of the environment of the starter .
  • Startter environmental part means a part of the vehicle located near the starter and transmitting the vibrations of the engine, such as the engine crankcase or an intermediate piece located between the engine and the engine. starter.
  • the invention thus provides an integrated product for detecting itself the range of speeds adapted to the engagement of the drive member, without having to use a reported sensor associated for example with the heat engine and which would require a configuration after manufacture of the starter.
  • the starting device according to the invention is ready to be used as soon as it leaves the factory.
  • the invention therefore relates to a starting device comprising
  • this starter comprising a drive member movable in translation from a rest position to an active position in which the drive member cooperates with a driving element motor, and a switch adapted to move the drive member,
  • a suitable control unit arranged to detect a range of rotational speeds of the heat engine adapted to the change of position of the drive member from the rest position to the active position as a function of the measurements returned by the displacement measuring sensor; and in that it is arranged to control the displacement in translation of the drive member from its rest position to its active position when it has detected the range of rotational speeds of the engine adapted to the change of position of the drive member.
  • the displacement measuring sensor is installed on an open area of a starter frame, preferably on a rear bearing.
  • the displacement measuring sensor is designed to measure separately vibrations of the engine when the engine is in the range of rotation speeds of the engine adapted to the change of position of the drive member and when the engine is in a speed range when it is in neutral. [018] This allows the control unit to receive reliable information to detect the rotational speed range of the engine adapted to the change of position of the drive member.
  • it comprises a contactor adapted to move the drive member and in that during a stopping phase of the engine, the control unit is able to control the switch to move the driving member from the rest position to the active position when the control unit detects, by means of the sensor, movements of the starter or starter environment part corresponding to a range of rotational speeds of the engine thermal adapted to the change of position of the drive member.
  • the range of rotational speeds adapted for is between 50 and 300 revolutions / min, and preferably between 50 and 100 rev / min position change of the drive member.
  • the contactor comprises a contact plate movable by a movable core, the contact plate being opposite two terminals, one of which is connected to the power supply of the electric motor and the other is connected to at least one a broom belonging to the electric motor of the starter,
  • said contactor can present:
  • control unit being able to control the transition from the state of rest to the state of engagement when the drive member moves from the rest position to the active position
  • control unit able to control the transition from the state of engagement to the power state when said control unit detects a engine start request linked for example to a request for acceleration from the driver.
  • control unit is pressed against the face of the contact plate opposite the face facing the contact terminals.
  • the displacement measuring sensor is an accelerometer.
  • the invention further relates to a control method of a starting device comprising a starter of a thermal engine of a motor vehicle, the starter having a movable drive member in translation of a rest position in which the drive member is adapted to be disengaged with a drive element of the heat engine, to an active position in which the drive member cooperates with a drive element of the engine, characterized in that it has the following steps
  • the method comprises the step of controlling a starter switch to move the drive member from the rest position to the active position when a detection of the movements of the starter or the part of the environment of the starter corresponding to a range of rotational speeds of the engine adapted to the change of position of the drive member.
  • the range of rotation speeds adapted is between 50 and 300 revolutions / min, and preferably between 50 and 100 rev / min.
  • the contactor comprising a contact plate displaceable by a movable core, the contact plate comprising a face opposite two terminals, one of which is connected to the power supply of the electric motor and the other is connected to at least one broom belonging to the electric motor of the starter,
  • said contactor being able to present:
  • the starter comprising the following steps:
  • the invention furthermore relates to a method of controlling a heat engine equipped with a starting device according to the invention, characterized in that, when the heat engine enters a stopping phase, it comprises the following steps:
  • the first speed threshold is of the order of 500 revolutions / min
  • the second speed threshold is of the order of 300 rpm
  • the third speed threshold is of the order of 50tours / min.
  • Figure 1 already described shows a graphical representation of the evolution, as a function of time, the speed of the engine during a stopping phase of the latter;
  • Figure 2 shows a longitudinal sectional view of a starter device according to the invention;
  • Figures 3a-3c show the different states that can take contact with the starter according to the invention
  • FIG. 4 represents a spectrum of vibratory displacements of the thermal engine corresponding to a range of speeds of rotation of the heat engine
  • FIG. 5 represents steps of a method of controlling a heat engine by means of the starting device according to the invention as a function of the different ranges of rotation speeds of the vehicle engine in its stopping phase.
  • FIG. 2 shows an example of a starter 1 according to the invention in a rest position.
  • the starter 1 is of the "launcher" type.
  • the starter 1 comprises an electric motor comprising firstly a rotor 3, also called armature, mounted on a rotor shaft 5 rotatable about its longitudinal axis X and secondly a stator 7, also called inductor around the rotor 3.
  • the rotor shaft 5 has its rear end mounted in a bearing 5a of a bearing 1 1b at the rear of the starter 1 (called rear bearing).
  • the stator 7 is carried by a carcass 1 1 also called chassis.
  • the stator 7 may comprise a plurality of permanent magnets. Alternatively, these magnets are replaced by electromagnets.
  • the starter 1 further comprises a pinion 13 mounted on a drive shaft 15.
  • the drive shaft 15 has one of its ends mounted on the front bearing 1 1a comprising one or more needle bearings 15a on the front part of the starter 1.
  • front and rear are, in the longitudinal direction of the X axis of the drive shaft 15 or rotor shaft 5, such as a front face of an organ is the face looking towards a front bearing 1 1 a and the rear face is the face facing towards the rear bearing 1 1 b.
  • the pinion 13 is mounted on the drive shaft 15 by means of one or more bearings, in this case two needle bearings 151.
  • the pinion 13 is mounted to translate along the X axis with respect to the drive shaft 15 a rest position which corresponds to the position shown in Figure 2 at an active position. In the active position, the pinion 13 is intended to drive in rotation a toothed wheel 100 driving in rotation a crankshaft of a heat engine (not shown).
  • the X axis of the drive shaft 15 is substantially the same as the X axis of the rotor shaft 5 but could be different, as in the examples described below.
  • the starter 1 further comprises a pinion movement system 13 from its rest position to its active position and vice versa.
  • This displacement system comprises a contactor 23 and a fork-shaped lever described hereinafter.
  • the starter 1 further comprises a reduction system 17 mounted between the rotor shaft 5 and the drive shaft 15, one end of which is connected to the rotor shaft 5 and the other end is connected to the driving shaft 15.
  • the reducing system 17 is in this case an epicyclic gear train but can be any other type of gearbox.
  • the reduction system 17 could comprise two gears, one of which is secured to the shaft of the rotor 5 and the other of the drive shaft 15.
  • the two axes of the rotor shaft 5 and the drive shaft 15 are offset in parallel.
  • the reduction system 17 may be geared left or gear concurrent. In these two types of reduction system 17, the axis of the drive shaft 15 and the axis of the rotor shaft 5 are respectively concurrent or neither parallel nor concurrent.
  • a freewheel referenced 16 is connected on the one hand mechanically to the pinion 13 and on the other hand to the reduction drive shaft 17 to avoid damaging the starter when the pinion 13 is driven at speeds raised by the engine.
  • the freewheel 16 is replaced by a coupling system that can move from a uncoupled state to a coupled state and vice versa.
  • the rotor shaft 5 In the coupled state, the rotor shaft 5 is secured in the direction of starting rotation to the pinion 13.
  • the pinion 13 In the uncoupled state, the pinion 13 is disengaged in both directions of rotation of the rotor shaft 5.
  • the pinion is crazy with respect to the drive shaft when in the uncoupled position.
  • this coupling system makes it possible to couple the pinion 13 to the shaft 15, when the pinion 13 passes from the rest position to the active position.
  • a group of brushes 19a and 19b is provided for the power supply of the rotor winding 3. At least one of the brushes 19b is electrically connected to the starter 1, for example the carcass January 1, and at least one Another of the brushes 19a is electrically connected to an electrical terminal 21a of the contactor 23, for example via a wire 22. The brushes 19a and 19b are rubbing on the collector 9 when the rotor 3 is rotating.
  • the starter 1 may comprise a plurality of brushes.
  • the switch 23 comprises, in addition to the terminal 21a connected to the brush 19a, a terminal 21b positive to be connected via an electrical connection element to a positive power supply V + of the vehicle, including a battery, not shown.
  • the switch 23 comprises a movable contact plate 25 for electrically connecting the terminals 21b and 21a to supply the electric motor.
  • the contactor 23 is also able to actuate a fork 27 to move the pinion 13 along the X axis of the drive shaft 15 relative to the drive shaft 15 from the rest position to the active position and vice versa .
  • the contactor 23 also comprises a movable core 29, a fixed core 28, a fixed coil 26, a movable control rod 24 and a movable rod 241.
  • the control rod 24 passes through the fixed core 28 which serves as a guide.
  • This control rod 24 has its front end bearing on the fixed core 28 and its rear end attached to the contact plate 25.
  • the control rod 24 is subjected to the action of a compressed contact spring (not referenced) between a shoulder of the control rod 24 and the contact plate 25 to move the latter in the disconnected position.
  • This spring is compressed when the movable core 29 is in a so-called magnetized position to ensure electrical contact of the contact plate with the terminals 21a and 21b.
  • the movable rod 241 is fixed at its front end to the fork 27.
  • the coil 26 When the coil 26 is energized, the movable core 29 is attracted to the fixed core 28 to be in magnetized position. Its displacement simultaneously drives the movable rod 241, the contact plate 25 and the control rod 24 towards the rear.
  • the movable rod 241 is further subjected to a tooth against tooth spring 291 housed inside the movable core 29 and surrounding the movable rod 241.
  • This tooth against tooth spring 291 is supported on a front shoulder of the movable rod 241 and a rear shoulder of the movable core 29. This tooth against tooth spring 291 compresses when the movable core moves towards the fixed core and when the fork 27 can no longer advance the pinion 13.
  • the fork 27 can not advance when the pinion 13 is blocked in translation along the X axis in the direction of the toothed wheel 100 by one or more teeth of the toothed wheel 100. This blocked state is called "tooth against tooth position".
  • the compression of the tooth against tooth spring 291 absorbs shocks while applying a force on the fork 27 transmitted to the pinion 13 to the engagement position. In addition, this makes it possible to advance the contact plate towards terminals 21a and 21b.
  • the switch 23 further comprises a return spring 290, bearing on the fixed coil 26 and the movable core 29 to urge it forward to its rest position and simultaneously move the fork 27 to the pinion 13 is in the rest position.
  • the contactor 23 may have the following states:
  • the different states are obtained by means of a controlled connection establishment system 41 comprising a micro-coil the operation of which is more fully detailed in the French patent application number FR1162255.
  • the system 41 may have any other electrical and / or mechanical configuration to operate the switch 23 in the various states described below.
  • a control unit 44 is able to control the contactor 23 in particular according to the signals received by a sensor 46 for measuring displacements. This control unit 44 is pressed against the front face of the contact plate 25 opposite the face of the contact plate facing in contact with the terminals in the connected position.
  • This displacement measuring sensor 46 measures the movements of the starter relative to the chassis of the vehicle which depend on the vibrations of the engine so that the control unit can detect the vibrations of the engine corresponding to a speed range adapted to the engagement of the drive sprocket 13 during the stopping phase of the engine.
  • a curve C1 represents vibrations of the heat engine which depend on the speed of rotation of the heat engine represented by a curve C2.
  • the control unit 44 can control the displacement of the pinion 13 from the rest position to the active position when said control unit 44 detects a spectrum of vibratory displacements.
  • the sensor 46 of measurement of displacements takes for example the form of an accelerometer or any other measuring sensor adapted to measure the small displacements of the starter 1 relative to the carcass of the vehicle or a part fixed thereto, generated by the heat engine during the stop phase of the latter.
  • Displacement means a distance or speed or acceleration.
  • Vibratory means displacements of small amplitudes which oscillate.
  • the sensor 46 can be positioned directly on the starter 1 or a part of the environment of the starter 1.
  • environment part of the starter is meant a part of the vehicle directly connected to the starter 1 and subjected to vibration of the engine, such as for example, the carcass of the vehicle or an intermediate piece between the engine and the starter .
  • the displacement sensor can be mounted directly on the starter. This has the advantage of delivering a starter system comprising a block which is directly assembled on the carcass. Thus, it is not necessary to perform other operations than to fix the starter, electrically connect the terminals of the starter and position if necessary the displacement sensor.
  • the displacement measuring sensor 46 is located in an open area of the frame of the starter 1, for example on the rear bearing 1 1b.
  • the switch 23 having a length less than that of the assembly containing the electric motor, there is a free space on the side of the rear bearing.
  • the rear bearing 1 1b having a wall 103 extending substantially radially relative to the axis X and an annular wall 104 connected to the outer periphery of the wall 103 and extending towards the inside of the starter, the sensor 46 is fixed on the outer surface of the annular wall 104.
  • the sensor 46 can also be positioned on the front bearing near the toothed wheel 100.
  • the senor is not mounted directly on the engine. Indeed, such a configuration would result in an additional editing operation.
  • the intermediate piece is a part mounted between the starter and the chassis of the vehicle. This allows to mount the device in the same area of the vehicle and therefore easily accessible during assembly.
  • the control unit 44 detects, by means of the sensor 46, displacements representative of a rotational speed of the thermal engine greater than a first threshold S1, for example of the order of 500 revolutions / min, and that the control unit 44 detects a start request of the engine, for example by detecting a pressure on the accelerator pedal, the starter 1 is not used to restart the engine. Indeed, in this case, the control of the injection in a step 1 10 is enough to restart the engine.
  • control unit 44 When the control unit 44 detects, by means of the sensor 46, displacements which are functions of a rotation speed of the heat engine being in a suitable range P2, the control unit 44 controls, in a step 1 12, the switch 23 so as to move the pinion 13 from the rest position to the active position. The switch 23 then moves from the state of rest to the state of engagement, that is to say the pinion in the geared position.
  • control unit 44 detects a start request of the engine linked for example to a pressing on the accelerator pedal, the control unit 44 controls the passage switch 23 from the state of engagement to the power state to activate the electric motor of the starter.
  • the control unit 44 controls the passage of the switch from the engagement state to the power state just after the engagement of the teeth of the pinion 13 between the teeth of the wheel 100.
  • control unit can identify, starting from the predetermined thresholds S1 ', S2', S3 ', identify the ranges of values of the speeds corresponding to a commitment of the drive member. of the starter in the movable member of the engine without risk of premature wear of the starter.
  • the invention thus makes it possible to prevent the starter 1 from being damaged by preventing the pinion from being engaged at too high speeds or in the swinging phase of the engine during which the direction of rotation of said engine can be reversed. .
  • the starting system according to the invention is autonomous insofar as said starting system itself identifies, with the aid of the displacement sensor 46, the speed range adapted to the engagement of the pinion. 13, without having to resort to an external sensor that may require a calibration of the control unit 44 of the starter.
  • the various thresholds and rotational speed ranges of the heat engine are indicated in the description above as an indication and could vary in a range of about 5 to 10 percent of their value.
  • the drive pinion 13 may be at a variable distance from the drive wheel 100, for example between 1 and 6 mm.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne essentiellement un dispositif de démarrage comprenant: un démarreur (1) d'un moteur thermique d'un véhicule automobile comportant un organe d'entraînement (13) mobile en translation d'une position de repos vers une position active dans laquelle l'organe d'entraînement coopère avec un élément d'entraînement du moteur, et un contacteur (23) apte à déplacer l'organe d'entraînement (13), caractérisé en ce que le dispositif de démarrage comporte en outre un capteur (46) de mesure de déplacements du démarreur (1) ou d'une pièce de l'environnement du démarreur (1), et une unité de commande (44) apte à commander le déplacement en translation de l'organe d'entraînement (13) en fonction des mesures retournées par le capteur de mesure de déplacements (46).

Description

DISPOSITIF DE DEMARRAGE D'UN MOTEUR THERMIQUE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE MUNI D'UN CAPTEUR DE DEPLACEMENTS
ET PROCEDE ASSOCIE [01] DOMAINE TECHNIQUE
[02] L'invention concerne le domaine des démarreurs pour moteur thermique de véhicule automobile. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, avec les véhicules équipés de la fonction d'arrêt et de re-démarrage du moteur thermique (fonction dite « stop and start » en anglais) suivant laquelle le moteur thermique du véhicule est arrêté en raison des conditions de circulation (notamment lors d'un arrêt au feu rouge) et redémarré ensuite afin de faire des économies de carburant.
[03] ETAT DE LA TECHNIQUE [04] Un démarreur comprend généralement un moteur électrique associé à un ensemble d'entraînement du moteur à combustion interne. L'ensemble d'entraînement est le plus souvent adapté pour être accouplé aux organes mobiles du moteur à combustion interne pendant une phase de démarrage de ce dernier et pour être désaccouplés du moteur à combustion interne lorsque que ce dernier fonctionne.
[05] A cet effet, le démarreur comprend un commutateur électromagnétique adapté pour, d'une part, piloter l'alimentation du moteur électrique et, d'autre part, contrôler l'accouplement et le désaccouplement de l'ensemble d'entraînement avec un des organes mobile du moteur à combustion interne. L'ensemble d'entraînement comprend un lanceur associé à un organe d'entraînement prenant typiquement la forme d'un pignon d'entraînement adapté à s'accoupler avec l'organe mobile du moteur thermique. Le pignon d'entraînement est mobile en translation entre une position désaccouplée et une position accouplée. Le lanceur est mobile en rotation sur lui-même et est mobile en translation axiale entre une position de repos et une position d'entraînement. Le lanceur est déplacé entre ces positions de repos et d'entraînement au moyen d'un levier manœuvré par le commutateur électromagnétique.
[06] Pour les démarreurs mettant en œuvre la technologie "stop and start", il est important de réduire au maximum la durée de démarrage du moteur thermique après en avoir reçu une demande, par exemple par appui sur la pédale d'accélérateur ou tout autre moyen d'activation adapté. A cette fin, il est connu de dissocier la phase d'engagement de l'organe d'entraînement par rapport à la phase d'entraînement de cet organe. Ainsi, lorsqu'une phase d'arrêt du moteur thermique est détectée, l'organe d'entraînement est engagé entre les dents de la couronne du moteur alors que le moteur thermique est encore en rotation, et dès qu'une demande de démarrage du moteur thermique est reçue de la part du conducteur, le démarreur entraîne en rotation l'organe d'entraînement.
[07] Comme montré sur la Figure 1 , la phase d'arrêt du moteur thermique qui correspond à l'intervalle de temps entre une commande d'arrêt du moteur thermique et l'arrêt effectif de ce dernier est formée d'une première fenêtre F1 dans laquelle la vitesse du moteur thermique décroît tout en restant strictement positive et d'une deuxième fenêtre F2 dans laquelle la vitesse présente des oscillations autour de la vitesse nulle avant de devenir nulle. Le signe de la vitesse de rotation du moteur thermique dépend du sens de rotation du moteur: il est positif lorsque le moteur tourne dans le sens usuel de rotation et négatif lorsqu'il tourne dans un sens inverse. On note que l'oscillation autour de la vitesse nulle correspond à une phase appelée « phase de balancement » dans laquelle le vilebrequin peut tourner dans le sens inverse appelé aussi « rotation inversée » lors de la dernière descente d'un ou plusieurs pistons.
[08] Le démarreur peut être endommagé dans le cas où l'organe d'entraînement passe en position d'engagement alors que le moteur thermique présente une vitesse trop élevée (en particulier supérieure à 300 tours/min) ou lorsque le moteur thermique change de sens de rotation dans la phase de balancement F2.
[09] OBJET DE L'INVENTION [010] L'invention a pour but de permettre un engagement de l'organe d'entraînement lorsque le moteur thermique présente, dans une phase d'arrêt, une vitesse adaptée strictement positive mais inférieure à des vitesses susceptibles d'endommager le démarreur. [011] A cet effet, on utilise un capteur de mesure de déplacements qui permet de détecter des déplacements produites par des vibrations qui dépendent des vibrations du moteur thermique et on commande le déplacement de l'organe d'entraînement en fonction des mesures retournées par le capteur de mesure de déplacements. En effet, l'invention est basée sur le principe selon lequel les déplacements détectés par le détecteur dus aux vibrations sont fonction de la vitesse de rotation du moteur thermique qui provoquent des vibrations au moteur thermique et qui les transmettent par le châssis du véhicule au capteur de mesure. Autrement dit, les modifications de la vitesse de rotation du moteur thermique engendre des variations de déplacements du moteur thermique par rapport au châssis, appelé vibrations, qui sont transmis à un organe, qu'il soit le démarreur ou une pièce de l'environnement du démarreur, dont le détecteur mesure les déplacement par rapport aux châssis. Ainsi, l'invention permet de mesurer, lors de la phase d'arrêt du moteur thermique, les déplacements du démarreur ou d'une pièce de l'environnement du démarreur qui sont fonction et donc dépendants de la vitesses de rotation du moteur pour détecter une plage de déplacement du démarreur ou d'une pièce de l'environnement dépendant d'une plage de vitesse de rotation du moteur thermique propice à un engagement sans risque de l'organe d'entraînement entre les dents de la couronne moteur. [012] Les vibrations du moteur thermique étant transmises au démarreur par l'intermédiaire de la carcasse appelée aussi châssis du véhicule à laquelle le démarreur est également relié, le capteur peut être positionné sur le démarreur ou sur une pièce de l'environnement du démarreur.
[013] Par "pièce de l'environnement du démarreur", on entend une pièce du véhicule située à proximité du démarreur et transmettant les vibrations du moteur thermique, comme par exemple le carter moteur ou une pièce intermédiaire située entre le moteur thermique et le démarreur. [014] L'invention propose ainsi un produit intégré permettant de détecter lui-même la plage de vitesses adaptée à l'engagement de l'organe d'entraînement, sans avoir à utiliser un capteur rapporté associé par exemple au moteur thermique et qui nécessiterait une configuration après fabrication du démarreur. Le dispositif de démarrage selon l'invention est prêt à être utilisé dès sa sortie d'usine.
[015] L'invention concerne donc un dispositif de démarrage comprenant
- un démarreur d'un moteur thermique d'un véhicule automobile, ce démarreur comportant un organe d'entraînement mobile en translation d'une position de repos vers une position active dans laquelle l'organe d'entraînement coopère avec un élément d'entraînement du moteur, et un contacteur apte à déplacer l'organe d'entraînement,
caractérisé en ce que le dispositif de démarrage comporte en outre
- un capteur de mesure de déplacements du démarreur ou d'une pièce de l'environnement du démarreur, et
- une unité de commande apte agencée pour détecter une plage de vitesses de rotation du moteur thermique adaptée au changement de position de l'organe d'entraînement de la position repos vers la position active en fonction des mesures retournées par le capteur de mesure de déplacements, et en ce qu'elle est agencée pour commander le déplacement en translation de l'organe d'entraînement de sa position de repos à sa positon active lorsqu'elle a détecté la plage de vitesses de rotation du moteur thermique adaptée au changement de position de l'organe d'entraînement.
[016] Selon une réalisation, le capteur de mesure de déplacements est installé sur une zone dégagée d'un châssis du démarreur, de préférence sur un palier arrière.
[017] Selon une réalisation, le capteur de mesure de déplacements est conçu pour mesurer distinctement des vibrations du moteur thermique lorsque le moteur thermique est dans la plage de vitesses de rotation du moteur thermique adaptée au changement de position de l'organe d'entraînement et lorsque le moteur thermique est dans une plage de vitesse lorsqu'il tourne au point mort. [018] Cela permet à l'unité de commande de recevoir des informations fiables afin de détecter la plage de vitesses de rotation du moteur thermique adaptée au changement de position de l'organe d'entraînement.
[019] Selon une réalisation, il comprend un contacteur apte à déplacer l'organe d'entraînement et en ce que lors d'une phase d'arrêt du moteur thermique, l'unité de commande est apte à commander le contacteur pour déplacer l'organe d'entraînement de la position de repos vers la position active lorsque l'unité de commande détecte par le biais du capteur des déplacements du démarreur ou de la pièce de l'environnement du démarreur correspondant à une plage de vitesses de rotation du moteur thermique adaptée au changement de position de l'organe d'entraînement.
[020] Selon une réalisation, la plage de vitesses de rotation adaptée pour est comprise entre 50 et 300 tours/min, et de préférence comprise entre 50 et 100 tours/min changement de position de l'organe d'entraînement..
[021] Selon une réalisation, le contacteur comporte une plaque de contact déplaçable par un noyau mobile, la plaque de contact étant en regard de deux bornes dont une est connectée à l'alimentation du moteur électrique et l'autre est connectée à au moins un balai appartenant au moteur électrique du démarreur,
ledit contacteur peut présenter:
- un état de repos dans lequel la plaque de contact est isolée électriquement et mécaniquement des deux bornes,
- un état d'engagement dans lequel la plaque de contact est en contact mécanique et électrique avec une des bornes tandis que l'autre borne est isolée de la plaque de contact, et
- un état d'alimentation dans lequel la plaque de contact assure une connexion électrique entre les deux bornes,
l'unité de commande étant apte à commander le passage de l'état de repos à l'état d'engagement lorsque l'organe d'entraînement passe de la position de repos à la position active, et
- l'unité de commande apte à commander le passage de l'état d'engagement à l'état d'alimentation lorsque ladite unité de commande détecte une demande de démarrage du moteur thermique liée par exemple à une demande d'accélération de la part du conducteur.
[022] Selon une réalisation, l'unité de commande est plaquée contre la face de la plaque de contact opposée à la face faisant face aux bornes de contacts.
[023] Selon une réalisation, le capteur de mesure de déplacements est un accéléromètre.
[024] L'invention concerne en outre un procédé de commande d'un dispositif de démarrage comprenant un démarreur d'un moteur thermique d'un véhicule automobile, le démarreur comportant un organe d'entraînement mobile en translation d'une position de repos dans laquelle l'organe d'entraînement est apte à être désengrené avec un élément d'entraînement du moteur thermique, vers une position active dans laquelle l'organe d'entraînement coopère avec un élément d'entraînement du moteur thermique, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes
- mesurer les déplacements du démarreur ou d'une pièce de l'environnement du démarreur, et
- commander le déplacement en translation de l'organe d'entraînement en fonction des déplacements mesurés. [025] Selon une mise en œuvre, le procédé comporte l'étape de commander un contacteur du démarreur pour déplacer l'organe d'entraînement de la position de repos vers la position active lors d'une détection des déplacements du démarreur ou de la pièce de l'environnement du démarreur correspondant à une plage de vitesses de rotation du moteur thermique adaptée au changement de position de l'organe d'entraînement.
[026] Selon une mise en œuvre, la plage de vitesses de rotation adaptée est comprise entre 50 et 300 tours/min, et de préférence comprise entre 50 et 100 tours/min.
[027] Selon une mise en œuvre, le contacteur comportant une plaque de contact déplaçable par un noyau mobile, la plaque de contact comprenant une face en regard de deux bornes dont une est connectée à l'alimentation du moteur électrique et l'autre est connectée à au moins un balai appartenant au moteur électrique du démarreur,
ledit contacteur étant apte à présenter:
- un état de repos dans lequel la plaque de contact est isolée électriquement et mécaniquement des deux bornes,
- un état d'engagement dans lequel la plaque de contact est en contact mécanique et électrique avec une des bornes tandis que l'autre borne est isolée de la plaque de contact, et
- un état d'alimentation dans lequel la plaque de contact assure une connexion électrique entre les deux bornes,
le démarreur comportant les étapes suivantes:
- commander le passage de l'état de repos à l'état d'engagement lorsque l'organe d'entraînement passe de la position de repos à la position active, et
- commander le passage de l'état d'engagement à l'état d'alimentation lorsqu'une demande de démarrage du moteur thermique est détectée.
[028] L'invention concerne en outre un procédé de commande d'un moteur thermique équipé d'un dispositif de démarrage selon l'invention, caractérisé en ce que, lorsque le moteur thermique entre dans une phase d'arrêt, il comporte les étapes suivantes:
- lorsqu'on détecte des déplacements du démarreur ou de la pièce de l'environnement du démarreur correspondant à une vitesse de rotation du moteur thermique supérieure à un premier seuil de vitesse, et qu'une demande de démarrage du moteur thermique est détectée, une étape de commande d'injection dans le moteur thermique pour faire redémarrer le moteur thermique,
- lorsqu'on détecte des déplacements du démarreur ou de la pièce de l'environnement du démarreur correspondant à une vitesse de rotation du moteur thermique située dans une première plage de vitesses ayant comme borne supérieure le premier seuil de vitesse et comme borne inférieure un deuxième seuil de vitesse, une étape d'attente empêchant le démarreur de s'activer,
- lorsqu'on détecte des déplacements du démarreur ou de la pièce de l'environnement du démarreur correspondant à une vitesse de rotation du moteur thermique comprise dans une deuxième plage de vitesses de rotation ayant comme borne supérieure le deuxième seuil de vitesse et comme borne inférieure un troisième seuil de vitesse, une étape de commande du contacteur à l'état d'engagement pour faire passer l'organe d'entraînement de la position de repos à la position active, et
lorsqu'on détecte une demande de démarrage du moteur thermique liée par exemple à un appui sur la pédale d'accélérateur, , et que l'organe d'entraînement (13) est en position d'entraînement, une étape de commande du contacteur (23) à l'état d'alimentation pour alimenter un moteur électrique du démarreur. Selon une mise en œuvre, le premier seuil de vitesse est de l'ordre de 500 tours/min, le deuxième seuil de vitesse est de l'ordre de 300 tours/min, et le troisième seuil de vitesse est de l'ordre de 50tours/min.
[029] BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[030] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention.
[031] La Figure 1 déjà décrite montre une représentation graphique de l'évolution, en fonction du temps, de la vitesse du moteur thermique lors d'une phase d'arrêt de ce dernier; [032] La Figure 2 montre une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de démarrage selon l'invention;
[033] Les Figures 3a-3c représentent les différents états que peut prendre le contact du démarreur selon l'invention;
[034] La Figure 4 représente un spectre de déplacements vibratoires du moteur thermique correspondant à un spectre de vitesses de rotation du moteur thermique;
[035] La Figure 5 représente des étapes d'un procédé de commande d'un moteur thermique au moyen du dispositif de démarrage selon l'invention en fonction des différentes plages de vitesses de rotation du moteur du véhicule dans sa phase d'arrêt. [036] Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre.
[037] DESCRIPTION D'UN EXEMPLE DE REALISATION DE L'INVENTION [038] La Figure 2 montre un exemple d'un démarreur 1 selon l'invention dans une position de repos. Le démarreur 1 est de type « à lanceur ». Le démarreur 1 comprend un moteur électrique comportant d'une part un rotor 3, encore appelé induit, monté sur un arbre de rotor 5 pouvant tourner autour de son axe longitudinal X et d'autre part un stator 7, encore appelé inducteur autour du rotor 3. L'arbre de rotor 5 a son extrémité arrière montée dans un roulement 5a d'un palier 1 1 b à l'arrière du démarreur 1 (appelé palier arrière).
[039] Derrière le rotor 3, est monté sur l'arbre du rotor 5, un collecteur 9 comprenant des pièces de contact connectées électriquement au rotor 5. [040] Le stator 7 est porté par une carcasse 1 1 appelée aussi châssis. Le stator 7 peut comporter une pluralité d'aimants permanents. En variante, ces aimants sont remplacés par des électroaimants.
[041] Le démarreur 1 comporte en outre un pignon 13 monté sur un arbre d'entraînement 15. L'arbre d'entraînement 15 a une de ses extrémités montée sur le palier avant 1 1 a comprenant un ou plusieurs roulements à aiguilles 15a sur la partie avant du démarreur 1 .
[042] Dans la suite de la description, les termes « avant » et « arrière » sont, suivant la direction longitudinale de l'axe X de l'arbre d'entraînement 15 ou arbre de rotor 5, tels qu'une face avant d'un organe est la face regardant vers un palier avant 1 1 a et la face arrière est la face regardant vers le palier arrière 1 1 b.
[043] Le pignon 13 est monté sur l'arbre d'entraînement 15 par l'intermédiaire d'un ou plusieurs roulements, en l'occurrence deux roulements à aiguilles 151 . Le pignon 13 est monté de façon à translater suivant l'axe X par rapport à l'arbre d'entraînement 15 d'une position repos qui correspond à la position représentée sur la Figure 2 à une position active. En position active, le pignon 13 est destiné à entraîner en rotation une roue dentée 100 entraînant en rotation un vilebrequin d'un moteur thermique (non représenté). En l'occurrence, l'axe X de l'arbre d'entraînement 15 est sensiblement le même que l'axe X de l'arbre du rotor 5 mais pourrait être différent, comme dans les exemples décrits ci dessous.
[044] Le démarreur 1 comprend en outre un système de déplacement du pignon 13 de sa position repos à sa position active et vice-versa. Ce système de déplacement comprend un contacteur 23 et un levier en forme de fourchettes décrites ci-après. [045] Le démarreur 1 comporte en outre un système réducteur 17 monté entre l'arbre de rotor 5 et l'arbre d'entraînement 15, dont une extrémité est reliée à l'arbre de rotor 5 et l'autre extrémité est reliée à l'arbre d'entraînement 15. Le système réducteur 17 est en l'occurrence un train épicycloïdal mais peut être tout autre type de réducteur. Par exemple, le système réducteur 17 pourrait comporter deux roues dentées, dont une est solidaire de l'arbre du rotor 5 et l'autre de l'arbre d'entraînement 15. Dans cet exemple, les deux axes de l'arbre du rotor 5 et de l'arbre d'entraînement 15 sont décalés parallèlement. Selon un autre exemple, le système réducteur 17 peut être à engrenage gauche ou à engrenage concourant. Dans ces deux types de système réducteur 17, l'axe de l'arbre d'entraînement 15 et l'axe de l'arbre du rotor 5 sont respectivement concourant ou ni parallèle ni concourant.
[046] Une roue libre référencée 16 est reliée d'une part mécaniquement au pignon 13 et d'autre part à l'arbre d'entraînement réducteur 17 afin d'éviter d'endommager le démarreur lorsque le pignon 13 est entraîné à des vitesses élevées par le moteur thermique. Alternativement, la roue libre 16 est remplacée par un système d'accouplement pouvant passer d'un état désaccouplé à un état accouplé et vice versa. A l'état accouplé, l'arbre rotor 5 est solidaire dans le sens de rotation de démarrage au pignon 13. A l'état désaccouplé, le pignon 13 est désolidarisé dans les deux sens de rotation de l'arbre rotor 5. Autrement dit le pignon est fou par rapport à l'arbre d'entraînement lorsqu'il est en position désaccouplée. En l'occurrence, ce système d'accouplement permet d'accoupler le pignon 13 à l'arbre d'entraînement 15, lorsque le pignon 13 passe de la position de repos à la position active.
[047] Un groupe de balais 19a et 19b est prévu pour l'alimentation électrique du bobinage du rotor 3. Au moins un des balais 19b est relié électriquement à la masse du démarreur 1 , par exemple la carcasse 1 1 , et au moins un autre des balais 19a est relié électriquement à une borne électrique 21 a du contacteur 23, par exemple via un fil 22. Les balais 19a et 19b viennent frotter sur le collecteur 9 lorsque le rotor 3 est en rotation. Le démarreur 1 peut comporter une pluralité de balais. [048] Le contacteur 23 comprend, outre la borne 21 a reliée au balai 19a, une borne 21 b positive destinée à être reliée via un élément de liaison électrique à une alimentation électrique positive V+ du véhicule, notamment une batterie, non représentée.
[049] Le contacteur 23 comprend une plaque de contact 25 mobile pour relier électriquement les bornes 21 b et 21 a afin d'alimenter le moteur électrique. Le contacteur 23 est aussi apte à actionner une fourchette 27 pour déplacer le pignon 13 suivant l'axe X de l'arbre d'entraînement 15 par rapport à l'arbre d'entraînement 15 de la position repos à la position active et vice versa. A cet effet, le contacteur 23 comporte également un noyau mobile 29, un noyau fixe 28, une bobine fixe 26, une tige de commande 24 mobile et une tige mobile 241 .
[050] La tige de commande 24 passe à travers le noyau fixe 28 qui lui sert de guidage. Cette tige de commande 24 a son extrémité avant en appui sur le noyau fixe 28 et son extrémité arrière fixée à la plaque de contact 25. La tige de commande 24 est soumise à l'action d'un ressort de contact compressé (non référencé) entre un épaulement de la tige de commande 24 et la plaque de contact 25 pour déplacer cette dernière en position de déconnexion. Ce ressort est comprimé lorsque le noyau mobile 29 est dans une position dite aimantée afin d'assurer le contact électrique de la plaque de contact avec les bornes 21 a et 21 b.
[051] La tige mobile 241 est fixée à son extrémité avant à la fourchette 27. Lorsque la bobine 26 est alimentée, le noyau mobile 29 est attiré vers le noyau fixe 28 jusqu'à être en positon aimantée. Son déplacement entraîne simultanément la tige mobile 241 , la plaque de contact 25 et la tige de commande 24 vers l'arrière. La tige mobile 241 est en outre soumise à un ressort dent contre dent 291 logé à l'intérieur du noyau mobile 29 et entourant la tige mobile 241 . Ce ressort dent contre dent 291 est en appui sur un épaulement avant de la tige mobile 241 et un épaulement arrière du noyau mobile 29. Ce ressort dent contre dent 291 se comprime lorsque le noyau mobile se déplace vers le noyau fixe et lorsque la fourchette 27 ne peut plus avancer le pignon 13. La fourchette 27 ne peut plus avancer lorsque le pignon 13 est bloqué en translation suivant l'axe X en direction de la roue dentée 100 par une ou des dents de la roue dentée 100. Cet état bloqué est appelé « position dent contre dent ». La compression du ressort dent contre dent 291 permet d'absorber les chocs tout en appliquant une force sur la fourchette 27 transmise au pignon 13 vers la position d'engagement. De plus, cela permet d'avancer la plaque de contact en direction des bornes 21 a et 21 b.
[052] Le contacteur 23 comprend en outre un ressort de rappel 290, prenant appui sur la bobine fixe 26 et le noyau mobile 29 pour le solliciter vers l'avant jusqu'à sa position de repos et simultanément déplacer la fourchette 27 jusqu'à ce que le pignon 13 soit dans la position de repos.
[053] Le contacteur 23 peut présenter les différents états suivants:
- un état de repos dans lequel la plaque de contact 25 est isolée électriquement et mécaniquement des deux bornes 21 a, 21 b (cf Figure 3a),
- un état d'engagement dans lequel la plaque 25 est en contact mécanique et électrique avec une des bornes 21 a, 21 b, l'autre borne 21 a, 21 b étant isolée électriquement de la plaque de contact 25 (cf. Figure 3b), et
- un état d'alimentation dans lequel la plaque de contact 25 assure une connexion électrique entre les deux bornes 21 a et 21 b (cf. Figure 3c).
Les différents états sont obtenus au moyen d'un système 41 d'établissement de connexion contrôlé comprenant une micro-bobine dont le fonctionnement est plus amplement détaillé dans la demande de brevet français numéro FR1162255. En variante, le système 41 peut présenter toute autre configuration électrique et/ou mécanique permettant de faire fonctionner le contacteur 23 dans les différents états décrits ci-dessous.
[054] Une unité de commande 44 est apte à commander le contacteur 23 notamment en fonction des signaux reçus par un capteur 46 de mesure de déplacements. Cette unité de commande 44 est plaquée contre la face avant de la plaque de contact 25 opposée à la face de la plaque de contact faisant face avec contact avec les bornes en position connectée.
[055] Ce capteur 46 de mesure de déplacements mesure les déplacements du démarreur par rapport au châssis du véhicule qui dépendent des vibrations du moteur thermique pour que l'unité de commande puisse détecter les vibrations du moteur thermique correspondant à une plage de vitesse adaptée à l'engagement du pignon d'entraînement 13 lors de la phase d'arrêt du moteur. En effet, comme montré sur la Figure 4, une courbe C1 représente des vibrations du moteur thermique qui dépendent de la vitesse de rotation du moteur thermique représenté par une courbe C2. Ainsi, à partir des mesures des déplacements mesurées par le capteur 46 qui sont fonction des vibrations représentées sur C1 , l'unité de commande 44 pourra commander le déplacement du pignon 13 de la position de repos à la position active lorsque ladite unité de commande 44 détecte un spectre de déplacements vibratoires. Ce spectre de déplacements vibratoires est choisi de façon à ce qu'il soit représentatif d'une plage de vitesses du moteur thermique adaptée à un engagement sans risque du pignon 13 entre les dents de la roue dentée 100. [056] Le capteur 46 de mesure de déplacements prend par exemple la forme d'un accéléromètre ou de tout autre capteur de mesure adapté à mesurer les faibles déplacements du démarreur 1 par rapport à la carcasse du véhicule ou une pièce fixée sur ce dernier, engendrés par le moteur thermique lors de la phase d'arrêt de ce dernier. Par déplacement, on entend une distance ou une vitesse ou une accélération. Par vibratoire, on entend des déplacements de faibles amplitudes qui oscillent.
[057] Les vibrations du moteur thermique étant transmises au démarreur 1 par l'intermédiaire de la carcasse du véhicule à laquelle le démarreur 1 est également relié, le capteur 46 peut être positionné directement sur le démarreur 1 ou une pièce de l'environnement du démarreur 1 . Par "pièce de l'environnement du démarreur", on entend une pièce du véhicule relié directement au démarreur 1 et soumise aux vibrations du moteur thermique, comme par exemple, la carcasse du véhicule ou une pièce intermédiaire située entre le moteur thermique et le démarreur. Ainsi le capteur de déplacement peut être monté directement sur le démarreur. Cela a pour avantage de livrer un système de démarrage comprenant un bloc qui est directement assemblable sur la carcasse. Ainsi, il n'est pas nécessaire d'effectuer d'autres opérations que de fixer le démarreur, raccorder électriquement les bornes du démarreur et positionner si il est nécessaire le capteur de déplacement.
[058] De préférence, le capteur 46 de mesure de déplacements est situé dans une zone dégagée du châssis du démarreur 1 , par exemple sur le palier arrière 1 1 b. En effet, le contacteur 23 ayant une longueur inférieure à celle de l'ensemble contenant le moteur électrique, il existe un espace libre du côté du palier arrière. Plus précisément, le palier arrière 1 1 b présentant une paroi 103 s'étendant sensiblement radialement par rapport à l'axe X et une paroi annulaire 104 reliée à la périphérie extérieure de la paroi 103 et s'étendant vers l'intérieur du démarreur, le capteur 46 est fixé sur la surface externe de la paroi annulaire 104. En variante, comme cela est représenté en traits discontinus sur la Figure 2, le capteur 46 peut également être positionné sur le palier avant à proximité de la roue dentée 100.
[059] De préférence, le capteur n'est pas monté directement sur le moteur thermique. En effet, une telle configuration entraînerait une opération de montage supplémentaire. De préférence, la pièce intermédiaire est une pièce montée entre le démarreur et le châssis du véhicule. Cela permet de pouvoir monter le dispositif dans une même zone du véhicule et donc accessible facilement lors du montage. [060] On décrit ci-après, en référence avec la Figure 5, lors de la phase d'arrêt du moteur thermique, le procédé de commande du moteur thermique équipé du dispositif de démarrage selon l'invention en fonction des différentes plages de vitesses de rotation du moteur thermique. [061] Lorsque l'unité de commande 44 détecte, au moyen du capteur 46, des déplacements représentatifs d'une vitesse de rotation du moteur thermique supérieure à un premier seuil S1 , par exemple de l'ordre de 500 tours/min, et que l'unité de commande 44 détecte une demande de démarrage du moteur thermique, par exemple par détection d'un appui sur la pédale d'accélération, on ne fait pas appel au démarreur 1 pour re-démarrer le moteur thermique. En effet, dans ce cas, la commande de l'injection dans une étape 1 10 suffit à faire redémarrer le moteur thermique.
[062] Lorsque l'unité de commande 44 détecte, au moyen du capteur 46, des déplacements correspondant à une vitesse de rotation du moteur thermique se situant dans une plage P1 ayant comme borne supérieur le premier seuil S1 et comme borne inférieure un deuxième seuil S2 de l'ordre de 300 tours/min, on n'active pas le démarreur 1 et on attend d'atteindre une plage P2 de vitesses adaptée à l'engagement du pignon 13. La plage P2 a comme borne supérieure le deuxième seuil de vitesse S2 (300tours/min) et comme borne inférieure un troisième seuil de vitesse S3 pour lequel on est sûr que le moteur n'est pas en phase de balancement. Ce troisième seuil S3 de vitesse est de l'ordre de 50tours/min. De préférence, la plage P2 est comprise entre 100 et 50tours/min. [063] L'étape 1 1 1 suivant laquelle l'unité de commande 44 attend d'atteindre la plage P2 est mise en œuvre que l'unité de commande 44 détecte ou non, dans la plage P1 , une demande de démarrage du moteur thermique.
[064] Lorsque l'unité de commande 44 détecte, au moyen du capteur 46, des déplacements qui sont fonctions d'une vitesse de rotation du moteur thermique se situant dans une plage P2 adaptée, l'unité de commande 44 commande, dans une étape 1 12, le contacteur 23 de manière à faire passer le pignon 13 de la position de repos à la position active. Le contacteur 23 passe alors de l'état de repos à l'état d'engagement, c'est-à-dire le pignon en position engrené.
[065] Ensuite, lorsque ladite unité de commande 44 détecte une demande de démarrage du moteur thermique liée par exemple à un appui sur la pédale d'accélérateur, l'unité de commande 44 commande le passage du contacteur 23 de l'état d'engagement à l'état d'alimentation afin d'activer le moteur électrique du démarreur. Dans le cas où la demande de démarrage du moteur thermique aurait été effectuée avant l'engagement du pignon 13, l'unité de commande 44 commande le passage du contacteur de l'état d'engagement à l'état d'alimentation juste après l'engagement des dents du pignon 13 entre les dents de la roue 100.
[066] Pour déterminer dans quelle plage de vitesses on se trouve, il est par exemple possible de comparer directement les amplitudes des variations de déplacements du démarreur 1 avec différents seuils d'amplitudes. Ainsi, on peut voir sur la figure 4 que les variations de déplacement du démarreur sont fonctions ou dépendent des tours par minute du moteur thermique. Ainsi, la plage P1 ' de variations de déplacements du démarreur est fonction de la plage de vitesses P1 et la plage P2' de variations de déplacements du démarreur est fonction de la plage de vitesses P2. Comme on peut le voir sur la figure 4, des seuils d'amplitudes des variations de déplacements S1 ', S2' et S3' sont respectivement représentatifs des seuils de vitesses S1 , S2 et S3.
[067] Ainsi l'unité de commande peut avec les mesures du capteur de déplacement identifier à partir des seuils S1 ', S2', S3' prédéterminés, identifier les plages de valeurs des vitesses correspondant à un engagement de l'organe d'entraînement du démarreur dans l'organe mobile du moteur thermique sans risque d'usure prématuré du démarreur.
[068] L'invention permet ainsi d'éviter l'endommagement du démarreur 1 en interdisant l'engagement du pignon à des vitesses trop élevées ou dans la phase de balancement du moteur thermique pendant laquelle le sens de rotation dudit moteur peut s'inverser.
[069] En outre, le système de démarrage selon l'invention est autonome dans la mesure où ledit système de démarrage repère lui-même, à l'aide du capteur 46 de déplacements, la plage de vitesses adaptée à l'engagement du pignon d'entraînement 13, sans avoir à recourir à un capteur extérieur pouvant nécessiter un calibrage de l'unité de commande 44 du démarreur. [070] On note que les différents seuils et plages de vitesses de rotation du moteur thermique sont indiqués dans la description ci-dessus à titre indicatif et pourraient varier dans une mesure de l'ordre de 5 à 10 pourcents de leur valeur. [071] On note également que le pignon d'entraînement 13 peut être à une distance variable de la roue d'entraînement 100 comprise par exemple entre 1 et 6mm. En ayant la connaissance de la vitesse de déplacement du pignon d'entraînement 13 et de la durée de la phase d'arrêt du moteur, il est possible de déterminer le moment où il faut commander le passage du courant dans la bobine fixe 26 pour permettre l'engagement du pignon d'entraînement 13 à la vitesse de rotation adaptée de la roue 100 comprise dans la plage de vitesses P2.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de démarrage comprenant
- un démarreur (1 ) d'un moteur thermique d'un véhicule automobile, ce démarreur comportant un organe d'entraînement (13) mobile en translation d'une position de repos vers une position active dans laquelle l'organe d'entraînement coopère avec un élément d'entraînement du moteurcaractérisé en ce que le dispositif de démarrage comporte en outre
- un capteur (46) de mesure de déplacements du démarreur (1 ) ou d'une pièce de l'environnement du démarreur (1 ), et
- une unité de commande (44) agencée pour détecter une plage de vitesses (P2) de rotation du moteur thermique adaptée au changement de position de l'organe d'entraînement (13) en fonction des mesures retournées par le capteur de mesure de déplacements (46), et en ce qu'elle est agencée pour commander le déplacement en translation de l'organe d'entraînement (13) de sa position de repos à sa positon active lorsqu'elle a détecté la plage de vitesses (P2) de rotation du moteur thermique adaptée au changement de position de l'organe d'entraînement (13).
2. Dispositif de démarrage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le capteur (46) de mesure de déplacements est installé sur une zone dégagée d'un châssis du démarreur, de préférence sur un palier arrière (1 1 b).
3. Dispositif de démarrage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un contacteur (23) apte à déplacer l'organe d'entraînement (13) et en ce que, lors d'une phase d'arrêt du moteur thermique, l'unité de commande (44) est apte à commander le contacteur (23) pour déplacer l'organe d'entraînement (13) de la position de repos vers la position active lorsque l'unité de commande (44) détecte par le biais du capteur des déplacements du démarreur (1 ) ou de la pièce de l'environnement du démarreur (1 ) correspondant à une plage de vitesses (P2) de rotation du moteur thermique adaptée au changement de position de l'organe d'entraînement (13).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la plage de vitesses de rotation adaptée est comprise entre 50 et 300 tours/min, et de préférence comprise entre 50 et 100 tours/min.
5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le contacteur (23) comporte une plaque de contact (25) déplaçable par un noyau mobile (29), la plaque de contact (25) étant en regard de deux bornes (21 a, 21 b) dont une (21 a) est connectée à l'alimentation du moteur électrique et l'autre (21 b) est connectée à au moins un balai appartenant au moteur électrique du démarreur (1 ),
ledit contacteur (23) peut présenter:
- un état de repos dans lequel la plaque de contact (25) est isolée électriquement et mécaniquement des deux bornes (21 a, 21 b),
- un état d'engagement dans lequel la plaque de contact (25) est en contact mécanique et électrique avec une des bornes (21 a) tandis que l'autre borne est isolée de la plaque de contact (25), et
- un état d'alimentation dans lequel la plaque de contact (25) assure une connexion électrique entre les deux bornes (21 a, 21 b),
l'unité de commande (44) étant apte à commander le passage de l'état de repos à l'état d'engagement lorsque l'organe d'entraînement passe de la position de repos à la position active, et
l'unité de commande (44) apte à commander le passage de l'état d'engagement à l'état d'alimentation lorsque ladite unité de commande (44) détecte une demande de démarrage du moteur thermique liée par exemple à une demande d'accélération de la part du conducteur.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'unité de commande (44) est plaquée contre la face de la plaque de contact (25) opposée à la face faisant face aux bornes de contacts..
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le capteur (46) de mesure de déplacements est d'un accéléromètre.
8. Procédé de commande d'un dispositif de démarrage comprenant un démarreur (1 ) d'un moteur thermique d'un véhicule automobile, le démarreur comportant un organe d'entraînement (13) mobile en translation d'une position de repos dans laquelle l'organe d'entraînement est apte à être désengrené avec un élément d'entraînement du moteur thermique, vers une position active dans laquelle l'organe d'entraînement coopère avec un élément d'entraînement du moteur thermique caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes:
- mesurer les déplacements du démarreur (1 ) ou d'une pièce de l'environnement du démarreur (1 ), et
- commander le déplacement en translation de l'organe d'entraînement (13) en fonction des déplacements mesurés.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape de commander un contacteur (23) du démarreur, pour déplacer l'organe d'entraînement (13) de la position de repos vers la position active lors d'une détection des déplacements du démarreur (1 ) ou de la pièce de l'environnement du démarreur (1 ) correspondant à une plage de vitesses de rotation du moteur thermique adaptée au changement de position de l'organe d'entraînement (13).
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la plage de vitesses de rotation adaptée est comprise entre 50 et 300 tours/min, et de préférence comprise entre 50 et 100 tours/min.
1 1 . Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le contacteur (23) comportant une plaque de contact (25) déplaçable par un noyau mobile (29), la plaque de contact (25) comprenant une face en regard de deux bornes (21 a, 21 b) dont une (21 a) est connectée à l'alimentation du moteur électrique et l'autre (21 b) est connectée à au moins un balai appartenant au moteur électrique du démarreur (1 ),
ledit contacteur (23) étant apte à présenter:
- un état de repos dans lequel la plaque de contact (25) est isolée électriquement et mécaniquement des deux bornes (21 a, 21 b),
- un état d'engagement dans lequel la plaque de contact (25) est en contact mécanique et électrique avec une des bornes (21 a) tandis que l'autre borne est isolée de la plaque de contact (25), et - un état d'alimentation dans lequel la plaque de contact (25) assure une connexion électrique entre les deux bornes (21 a, 21 b),
le démarreur comportant les étapes suivantes:
- commander le passage de l'état de repos à l'état d'engagement lorsque l'organe d'entraînement (13) passe de la position de repos à la position active, et
- commander le passage de l'état d'engagement à l'état d'alimentation lorsqu'une demande de démarrage du moteur thermique est détectée.
12. Procédé de commande d'un moteur thermique équipé d'un dispositif de démarrage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, lorsque le moteur thermique entre dans une phase d'arrêt, il comporte les étapes suivantes:
- lorsqu'on détecte des déplacements du démarreur (1 ) ou de la pièce de l'environnement du démarreur (1 ) correspondant à une vitesse de rotation du moteur thermique supérieure à un premier seuil de vitesse, et qu'une demande de démarrage du moteur thermique est détectée, une étape de commande d'injection dans le moteur thermique pour faire redémarrer le moteur thermique,
- lorsqu'on détecte des déplacements du démarreur (1 ) ou de la pièce de l'environnement du démarreur (1 ) correspondant à une vitesse de rotation du moteur thermique située dans une première plage (P1 ) de vitesses ayant comme borne supérieure le premier seuil de vitesse (S1 ) et comme borne inférieure un deuxième seuil de vitesse (S2), une étape d'attente empêchant le démarreur de s'activer,
- lorsqu'on détecte des déplacements du démarreur (1 ) ou de la pièce de l'environnement du démarreur (1 ) correspondant à une vitesse de rotation du moteur thermique comprise dans une deuxième plage (P2) de vitesses de rotation ayant comme borne supérieure le deuxième seuil de vitesse (S2) et comme borne inférieure un troisième seuil de vitesse (S3), une étape de commande du contacteur (23) à l'état d'engagement pour faire passer l'organe d'entraînement (13) de la position de repos à la position active, et lorsqu'on détecte une demande de démarrage du moteur thermique liée par exemple à un appui sur la pédale d'accélérateur, et que l'organe d'entraînement (13) est en position d'entraînement, une étape de commande du contacteur (23) à l'état d'alimentation pour alimenter un moteur électrique du démarreur.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le premier seuil (S1 ) de vitesses est de l'ordre de 500 tours/min, le deuxième seuil (S2) de vitesses est de l'ordre de 300 tours/min, et le troisième seuil (S3) de vitesse est de l'ordre de 50tours/min.
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