EP2980819A1 - Starter switch, starter and associated starter system - Google Patents
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- EP2980819A1 EP2980819A1 EP15178932.8A EP15178932A EP2980819A1 EP 2980819 A1 EP2980819 A1 EP 2980819A1 EP 15178932 A EP15178932 A EP 15178932A EP 2980819 A1 EP2980819 A1 EP 2980819A1
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H51/00—Electromagnetic relays
- H01H51/02—Non-polarised relays
- H01H51/04—Non-polarised relays with single armature; with single set of ganged armatures
- H01H51/06—Armature is movable between two limit positions of rest and is moved in one direction due to energisation of an electromagnet and after the electromagnet is de-energised is returned by energy stored during the movement in the first direction, e.g. by using a spring, by using a permanent magnet, by gravity
- H01H51/065—Relays having a pair of normally open contacts rigidly fixed to a magnetic core movable along the axis of a solenoid, e.g. relays for starting automobiles
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
- F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
- F02N11/0851—Circuits or control means 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 or control means 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
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- F02N11/087—Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches
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- 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
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- F02N2300/00—Control related aspects of engine starting
- F02N2300/20—Control related aspects of engine starting characterised by the control method
- F02N2300/2002—Control related aspects of engine starting characterised by the control method using different starting modes, methods, or actuators depending on circumstances, e.g. engine temperature or component wear
Definitions
- the present invention relates to the field of thermal motor starters, especially motor vehicles.
- One of the means of the state of the art to avoid this problem is to introduce electronic timers so as to wait a predetermined time after stopping the engine to transmit power to the pinion. This delay ensures that the pinion has time to mesh on the ring before transmitting the power of the starter motor to the pinion. However, this delay tends to harm the comfort of the user by increasing the restart time of the vehicle engine and also tends to complicate the electronic programming of the vehicle.
- the object of the present invention is therefore to provide a solution making it possible to avoid a Milling of the crown by the pinion during a reflex restart while minimizing the time required for restarting.
- the switch is arranged such that the transition from the rest position to the active position of the secondary contact pad is made when the starter gear is in a position corresponding to being geared on the crown of the engine.
- the at least one electrical terminal main is placed in a first branch of a power supply circuit of the electric motor and the at least one secondary electrical terminal is placed in a second branch of the power supply circuit of the electric motor, the first and the second branch being mounted in parallel.
- the plunger rod when the movable portion of the magnetic core is in the active position and the plunger and the plunger rod are in the first position, the plunger rod causes the contact plate to be moved to the active position.
- the main electrical terminal is connected to at least one positive brush of the electric motor of the starter and the main contact plate is connected to a power source.
- the main electrical terminal is connected to a power source and the main contact pad is connected to at least one positive brush of the electric motor of the starter.
- the contactor comprises a first and a second main electrical terminals for supplying the electric motor of the starter, the first main electrical terminal being connected to a power source and the second main electrical terminal being connected. at least one positive brush of the electric motor of the starter, the main contact pad coming into contact with the first and the second main electrical terminal in its active position.
- the secondary electrical terminal is connected to at least one positive brush of the electric motor of the starter and the secondary contact plate is connected to a power source.
- the secondary electrical terminal is connected to a power source and the secondary contact pad is connected to at least one positive brush of the electric motor of the starter.
- the contactor comprises a first and a second secondary electrical terminal for supplying the electric motor of the starter, the first secondary electrical terminal being connected to a power source and the second secondary electrical terminal being connected. at least one positive brush of the electric motor of the starter, the secondary contact plate coming into contact with the first and the second secondary electrical terminal in its active position.
- the present invention also relates to a starting system of a heat engine comprising a starter, the system comprising an electronic control unit configured to drive the actuator in an active position when the starter performs a start in reflex mode.
- the electronic control unit is configured to drive the actuator in a rest position when the starter performs a cold start or a direct mode start.
- the electronic control unit is configured to supply the wound element in case of starting.
- the actuator is electrically connected between the electronic control unit and the ground.
- the actuator is electrically connected between the electronic control unit and a positive brush of the electric motor.
- the plunger rod 13 is connected to the pinion 17, for example by means of a fork 19 so that the displacement of the plunger rod 13 causes the pinion 17 to move.
- the passage of the movable part 9b the magnetic core from the rest position to the active position causes the pinion 17 to move towards the ring 21 of the heat engine 23.
- the contactor 5 which is represented alone on the figure 1b , also comprises two main electrical terminals 25a and 25b.
- the first main electrical terminal 25a is connected to a positive brush of the electric motor 27 of the starter 3 and the second main electrical terminal 25b is connected to a power source, in this case the terminal positive + noted a battery 29, for example a 12 or 14V battery in the case of a starting system 1 of a motor vehicle.
- the contactor 5 also includes a secondary contact plate 37 adapted to be moved between a rest position in which the secondary contact plate 37 is electrically isolated from the two secondary electrical terminals 35a and 35b and an active position in which the secondary contact plate 37 comes in contact with the two electrical terminals secondary 35a and 35b to supply the electric motor 27.
- the passage of the secondary contact plate 37 from the rest position to the active position being caused by the plunger rod 13 which comes into contact with the secondary contact plate 37 during the active portion of the movable portion 9b of the magnetic core is passed under the condition that the plunger 11 and the plunger rod 13 are in the first position.
- the plunger 11 and the plunger rod 13 are displaced, which also causes the pinion 17 to move towards the crown 21.
- the pinion 17 can not mesh with the ring 21 and is locked in position tooth against tooth on the ring 21.
- This blocking of the pinion 17 causes the locking the plunger rod 13 via the fork 19 so that the plunger rod 13 can not move to the active position which causes the compression of the spring 15 and prevents the movement of the secondary contact plate 37 from the position of rest at the active position.
- the main electrical terminals 25a and 25b associated with the main contact plate 31 constitute a first switch located in a first branch of the power supply circuit of the electric motor 27 while the secondary electrical terminals 35a and 35b associated with the contact plate secondary 37 constitute a second switch located in a second branch of the power supply circuit of the electric motor 27, the second branch being mounted in parallel with respect to the first.
- Activation and deactivation of the actuator 33 and the wound element 7 are performed by an electronic control unit 39 of the starter system 1, the supply being represented schematically by a first 41 and a second 43 switch which in turn Practical examples may be, for example, transistors or other logic elements.
- the electronic control unit 39 makes it possible, for example, to connect the positive terminal + of the battery 29 to the actuator 33 on the one hand via the first switch 41 and to the wound element 7 via the second switch 43.
- the actuator 33 is activated by the closing of the switch 41 and the wound assembly 7 is activated by closing the switch 43.
- the actuator 33 is electrically connected on the one hand to the switch 41 of the electronic control unit 39 and on the other hand to ground.
- This electrical diagram corresponds to the representation of the figure 1a .
- the electronic control unit 39 is also electrically connected to the positive terminal + of the battery 29 so that the closing of the switch 41 causes an electrical connection between the positive terminal + of the battery 29 and the actuator 33 when the secondary contact plate 37 is in the rest position.
- the wound element 7 comprises two coils denoted 7a and 7b, on the one hand a holding coil 7a connected between the switch 43 of the electronic control unit 39 and the ground and an actuating coil 7b connected between the switch 43 of the electronic control unit 39 and a positive brush of the electric motor 27.
- the two coils 7a and 7b are activated to move the movable portion 9b of the magnetic core from its rest position to its active position then only the holding coil 7a is used to keep the moving part 9b of the magnetic core in the active position so as to reduce the consumption of the wound element 7.
- the actuator 33 is electrically connected on the one hand to the switch 41 of the electronic control unit 39 and on the other hand to a positive brush of the electric motor 27.
- the other electrical connections are the same as for the first one. embodiment of the figure 2 .
- the figure 4 represents an example of evolution over time of the engine speed of the engine 23, that is to say the number of revolutions per minute of the rotor and therefore of the ring 21, during a stopping of the engine 23 which has place at time T0. It is then observed that between times T0 and T1 the number of revolutions per minute decreases rapidly but irregularly, the curve being not straight but having rebounds during which the speed of the rotor rises slightly. From the moment T1 and until the complete stop of the rotor at time T2, the rotor enters a period of oscillations in which the rotational speed of the rotor can even be negative, that is to say ie the rotor rotates in the opposite direction.
- the idea of the present invention is therefore to prevent any drive in rotation of the pinion 17 by the electric motor 27 during a reflex start by activating the actuator 33 unless the pinion 17 is geared completely on the ring 21 which allows contacting the secondary contact plate 37 with the secondary electrical terminals 35a and 35b so as to supply the electric motor 27.
- the Figures 5 to 7 describe the different stages of a direct start or cold start.
- the switch 43 is closed so as to activate the wound element 7 as shown in FIG. figure 5 .
- the switch 41 remains open so that the actuator 33 is not powered and remains in the rest position.
- the electric motor 27 is energized and causes the pinion 17 to rotate, which will then mesh with the ring gear 21. the combined action of the electric motor 27 and the spring 15 which acts on the fork 19 to move the pinion 17 to the ring 21. Indeed, as the electric motor has just started, the speed of the pinion 17 is low and the sprocket 17 gear on the ring 21 can be easily as shown on the figure 7 . The motor 23 is then launched by the rotation transmitted between the pinion 17 and the ring 21.
- the Figures 8 to 10 describe the different steps of a reflex start, that is to say a start while the motor 23 is in stop phase.
- the switches 41 and 43 are closed so as to activate both the wound element 7 and the actuator 33 as shown in FIG. figure 8 .
- the closing of the switch 41 causes the actuator 33 to move into its active position, that is to say in a position preventing the contact between the main contact plate. 31 and at least one of the main electrical terminals 25a and 25b.
- the supply of the wound element 7 causes the moving part 9b of the magnetic core to move towards its active position.
- the displacement of the movable part 9b causes, on the one hand, the displacement of the main contact plate 31 towards the main electrical terminals 25a and 25b and, on the other hand, the displacement of the pinion 17 towards the ring 21 to an intermediate position. against pinion tooth 17 with the ring 21 as shown in the figure 9 .
- the tooth-tooth positioning of the pinion 17 with the ring 21 causes the compression of the spring 15 and the passage of the movable portion 9b of the magnetic core in the second position.
- the plunger rod 13 does not cause the displacement of the secondary contact plate 37 towards the secondary electrical terminals 35a and 35b.
- the gear of the pinion 17 on the ring 21 also causes the decompression of the spring 15 and the passage of the movable part 9b in the first position so that the plunger rod 13 causes the displacement of the secondary contact plate 37 to the electrical terminals secondary 35a and 35b which allows the supply of the electric motor 27 via the secondary electrical terminals 35a and 35b.
- the power supply of the electric motor 27 then causes the pinion 17 which is geared to the ring gear 21 to be rotated.
- the motor 23 is then launched by the rotation transmitted between the pinion 17 and the ring gear 21 as shown in FIG. figure 10 .
- a mobile part 9b of magnetic core comprising on the one hand a plunger 11 adapted to move a main contact plate 31 for controlling the power supply of the electric motor 27 and secondly a plunger rod 13 movable relative to the plunger 11, connected to the fork 19 and able to move a secondary contact plate 37 for controlling the power supply of the electric motor 27 according to the position of the pinion 17 relative to the ring 21 in association with an actuator 33 configured to inhibit the action of the main contact plate 31 in case of reflex start allows to obtain a mechanical safety that avoids the activation of the electric motor 27 driving the pinion 17 during a reflex start when the pinion 17 is not completely geared to the ring 21 of the engine 23.
- This starter architecture 3 thus makes it possible to avoid any milling of the ring gear 21 by the pinion 17 without the need for electronic control or delay, which makes it possible to optimize both the time required for the restart and the life of the starter 3 and to limit at the maximum complexity of the electronic part of the starter 3 and therefore to limit the cost of the starter 3.
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Abstract
La présente invention concerne un contacteur (5) d'un démarreur (3) comprenant un pignon (17) destiné à engrener sur une couronne (21) d'un moteur thermique, le contacteur (5) comprenant : - au moins une borne électrique principale (25a, 25b), - une plaquette de contact principale (31) apte à venir en contact avec la, au moins une, borne électrique principale (25a, 25b) pour alimenter le moteur électrique (27), - un actionneur (33) configuré pour autoriser ou empêcher le contact électrique entre la plaquette de contact principale (31) et la, au moins une, borne électrique principale (25a, 25b), - au moins une borne électrique secondaire (35a, 35b), - une plaquette de contact secondaire (37) apte à venir en contact électrique avec la, au moins une, borne électrique secondaire (35a, 35b) pour alimenter le moteur électrique (27) du démarreur (3).The present invention relates to a contactor (5) of a starter (3) comprising a pinion (17) intended to engage a ring gear (21) of a heat engine, the contactor (5) comprising: at least one main electrical terminal (25a, 25b), a main contact plate (31) adapted to come into contact with the at least one main electrical terminal (25a, 25b) for powering the electric motor (27), an actuator (33) configured to allow or prevent electrical contact between the main contact pad (31) and the at least one main electrical terminal (25a, 25b), at least one secondary electrical terminal (35a, 35b), - A secondary contact plate (37) adapted to come into electrical contact with the at least one secondary electrical terminal (35a, 35b) for supplying the electric motor (27) of the starter (3).
Description
La présente invention concerne le domaine des démarreurs de moteurs thermiques, notamment de véhicules automobiles.The present invention relates to the field of thermal motor starters, especially motor vehicles.
Du fait des normes anti-pollution de plus en plus contraignantes, les constructeurs automobiles doivent trouver des moyens de réduire la pollution des véhicules. L'un des moyens développé récemment pour réduire les émissions polluantes des véhicules, notamment dans les embouteillages et les parcours urbains est l'utilisation d'un système de démarrage réflexe aussi appelé « stop and start » ou « stop and go » en anglais qui permet d'éteindre le moteur et de rallumer rapidement le moteur lors d'un arrêt bref du véhicule comme par exemple à un feu rouge ou dans un embouteillage. L'un des problèmes à surmonter au niveau des démarreurs pour redémarrer rapidement le moteur thermique est le différentiel de vitesse entre le pignon entraîné par le démarreur et la couronne liée au moteur thermique sur laquelle le pignon doit engager pour transmettre la puissance du démarreur. En effet, en phase d'arrêt du moteur, la vitesse de rotation de la couronne décroit puis entre dans une phase de balancement (« rocking phase » en anglais) dans laquelle elle tourne par moments en sens inverse du pignon de sorte qu'un redémarrage à ce moment là peut entraîner un fraisage de la couronne par le pignon et donc une dégradation entraînant la panne du véhicule.As anti-pollution standards become more stringent, car manufacturers must find ways to reduce vehicle pollution. One of the means recently developed to reduce pollutant emissions from vehicles, especially in traffic jams and urban journeys, is the use of a reflex start system also called "stop and start" or "stop and go" in English. allows the engine to be switched off and the engine to be switched on again quickly during a brief stop of the vehicle, for example at a red light or in a traffic jam. One of the starter problems to quickly restart the engine is the speed differential between the starter-driven gear and the heat engine-related crown that the pinion must engage to transmit starter power. Indeed, in the engine stopping phase, the speed of rotation of the crown decreases and then enters a rocking phase ("rocking phase" in English) in which it rotates at times in the opposite direction of the pinion so that a restarting at this time can lead to a milling of the crown by the pinion and therefore a degradation resulting in the breakdown of the vehicle.
L'un des moyens de l'état de la technique pour éviter ce problème est d'introduire des temporisations électroniques de manière à attendre un temps prédéterminé après l'arrêt du moteur pour transmettre la puissance au pignon. Cette temporisation permet d'assurer que le pignon a le temps d'engrener sur la couronne avant de transmettre la puissance du moteur électrique du démarreur vers le pignon. Cependant, cette temporisation tend à nuire au confort de l'utilisateur en augmentant le temps de redémarrage du moteur du véhicule et tend également à compliquer la programmation électronique du véhicule.One of the means of the state of the art to avoid this problem is to introduce electronic timers so as to wait a predetermined time after stopping the engine to transmit power to the pinion. This delay ensures that the pinion has time to mesh on the ring before transmitting the power of the starter motor to the pinion. However, this delay tends to harm the comfort of the user by increasing the restart time of the vehicle engine and also tends to complicate the electronic programming of the vehicle.
Le but de la présente invention est donc de fournir une solution permettant d'éviter un fraisage de la couronne par le pignon lors d'un redémarrage réflexe tout en minimisant le temps nécessaire au redémarrage.The object of the present invention is therefore to provide a solution making it possible to avoid a Milling of the crown by the pinion during a reflex restart while minimizing the time required for restarting.
La présente invention a donc pour objet un contacteur d'un démarreur comprenant un pignon destiné à engrener sur une couronne d'un moteur thermique, le contacteur comprenant :
- au moins une borne électrique principale configurée pour être raccordée à au moins un balai positif d'un moteur électrique du démarreur,
- une plaquette de contact principale apte à être déplacée entre une position de repos dans laquelle la plaquette de contact principale est isolée électriquement d'au moins une borne électrique principale et une position active dans laquelle la plaquette de contact principale entre en contact avec la, au moins une, borne électrique principale pour alimenter le moteur électrique,
- un actionneur configuré pour passer :
- d'une position de repos autorisant le contact électrique entre la plaquette de contact principale et la, au moins une, borne électrique principale,
- à une position active empêchant le contact entre la plaquette de contact principale et au moins une borne électrique principale,
- au moins une borne électrique secondaire configurée pour alimenter le moteur électrique du démarreur,
- une plaquette de contact secondaire apte à être déplacée, entre une position de repos dans laquelle la plaquette de contact secondaire est isolée électriquement d'au moins une borne électrique secondaire et une position active dans laquelle la plaquette de contact secondaire est en contact électrique avec la, au moins une, borne électrique secondaire,
- at least one main electrical terminal configured to be connected to at least one positive brush of an electric motor of the starter,
- a main contact plate adapted to be moved between a rest position in which the main contact plate is electrically insulated from at least one main electrical terminal and an active position in which the main contact plate comes into contact with the, minus one, main electrical terminal for supplying the electric motor,
- an actuator configured to pass:
- a rest position allowing electrical contact between the main contact plate and the at least one main electrical terminal,
- at an active position preventing contact between the main contact pad and at least one main electrical terminal,
- at least one secondary electrical terminal configured to supply the electric motor of the starter,
- a secondary contact plate movable between a rest position in which the secondary contact board is electrically insulated from at least one secondary electrical terminal and an active position in which the secondary contact board is in electrical contact with the at least one secondary electrical terminal,
Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, le contacteur est agencé de sorte que le passage de la position de repos à la position active de la plaquette de contact secondaire se fait lorsque le pignon du démarreur est dans une position correspondant à être engrené sur la couronne du moteur thermique.According to a further aspect of the present invention, the switch is arranged such that the transition from the rest position to the active position of the secondary contact pad is made when the starter gear is in a position corresponding to being geared on the crown of the engine.
Selon un autre aspect de la présente invention, la, au moins une, borne électrique principale est placée dans une première branche d'un circuit d'alimentation du moteur électrique et la, au moins une, borne électrique secondaire est placée dans une deuxième branche du circuit d'alimentation du moteur électrique , la première et la deuxième branche étant montées en parallèle.According to another aspect of the present invention, the at least one electrical terminal main is placed in a first branch of a power supply circuit of the electric motor and the at least one secondary electrical terminal is placed in a second branch of the power supply circuit of the electric motor, the first and the second branch being mounted in parallel.
Selon un aspect additionnel de la présente invention, l'actionneur comprend un solénoïde configuré pour déplacer un plongeur mobile entre la position de repos de l'actionneur lorsque le solénoïde n'est pas alimenté et la position active de l'actionneur lorsque le solénoïde est alimenté.According to an additional aspect of the present invention, the actuator comprises a solenoid configured to move a movable plunger between the rest position of the actuator when the solenoid is not energized and the active position of the actuator when the solenoid is powered.
Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, le contacteur comprend un élément bobiné configurée pour déplacer la partie mobile d'un noyau magnétique entre une position de repos et une position active dans laquelle il provoque d'une part le déplacement de la plaquette de contact principale vers la, au moins une, borne électrique principale et d'autre part le déplacement du pignon du démarreur vers la couronne du moteur thermique.According to a further aspect of the present invention, the contactor comprises a wound element configured to move the movable portion of a magnetic core between a rest position and an active position in which it causes on the one hand the displacement of the contact plate. main to the, at least one main electrical terminal and secondly the movement of the starter gear to the crown of the engine.
Selon un aspect additionnel de la présente invention, la partie mobile du noyau magnétique comprend :
- un plongeur apte à déplacer la plaquette de contact principale,
- une tige de plongeur reliée au pignon,
- un ressort disposé entre le plongeur et la tige de plongeur, le plongeur et la tige de plongeur étant montés mobiles en translation l'un par rapport à l'autre entre une première position dans laquelle le ressort présente une première longueur et une deuxième position dans laquelle le ressort présente une deuxième longueur plus courte que la première,
la partie mobile du noyau magnétique étant configurée de sorte que lorsque la partie mobile du noyau magnétique est en position active, le plongeur et la tige de plongeur sont dans la deuxième position lorsque le pignon est dent contre dent avec la couronne et sont dans la première position lorsque le pignon est engrené sur la couronne.According to an additional aspect of the present invention, the mobile part of the magnetic core comprises:
- a plunger adapted to move the main contact plate,
- a plunger rod connected to the pinion,
- a spring disposed between the plunger and the plunger rod, the plunger and the plunger rod being movably mounted in translation relative to one another between a first position in which the spring has a first length and a second position in which the spring has a second length shorter than the first,
the moving part of the magnetic core being configured so that when the moving part of the magnetic core is in the active position, the plunger and the plunger rod are in the second position when the pinion is tooth against tooth with the crown and are in the first position when the pinion is geared on the crown.
Selon un autre aspect de la présente invention, lorsque la partie mobile du noyau magnétique est en position active et que le plongeur et la tige de plongeur sont dans la première position, la tige de plongeur provoque le passage en position active de la plaquette de contact secondaire.According to another aspect of the present invention, when the movable portion of the magnetic core is in the active position and the plunger and the plunger rod are in the first position, the plunger rod causes the contact plate to be moved to the active position. secondary.
Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, la borne électrique principale est raccordée à au moins un balai positif du moteur électrique du démarreur et la plaquette de contact principale est raccordée à une source d'alimentation.According to a further aspect of the present invention, the main electrical terminal is connected to at least one positive brush of the electric motor of the starter and the main contact plate is connected to a power source.
Selon un aspect additionnel de la présente invention, la borne électrique principale est raccordée à une source d'alimentation et la plaquette de contact principale est raccordée à au moins un balai positif du moteur électrique du démarreur.According to an additional aspect of the present invention, the main electrical terminal is connected to a power source and the main contact pad is connected to at least one positive brush of the electric motor of the starter.
Selon un autre aspect de la présente invention, le contacteur comprend une première et une deuxième bornes électriques principales destinées à alimenter le moteur électrique du démarreur, la première borne électrique principale étant reliée à une source d'alimentation et la deuxième borne électrique principale étant reliée à au moins un balai positif du moteur électrique du démarreur, la plaquette de contact principale venant en contact avec la première et la deuxième borne électrique principale dans sa position active.According to another aspect of the present invention, the contactor comprises a first and a second main electrical terminals for supplying the electric motor of the starter, the first main electrical terminal being connected to a power source and the second main electrical terminal being connected. at least one positive brush of the electric motor of the starter, the main contact pad coming into contact with the first and the second main electrical terminal in its active position.
Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, la borne électrique secondaire est raccordée à au moins un balai positif du moteur électrique du démarreur et la plaquette de contact secondaire est raccordée à une source d'alimentation.According to a further aspect of the present invention, the secondary electrical terminal is connected to at least one positive brush of the electric motor of the starter and the secondary contact plate is connected to a power source.
Selon un aspect additionnel de la présente invention, la borne électrique secondaire est raccordée à une source d'alimentation et la plaquette de contact secondaire est raccordée à au moins un balai positif du moteur électrique du démarreur.According to an additional aspect of the present invention, the secondary electrical terminal is connected to a power source and the secondary contact pad is connected to at least one positive brush of the electric motor of the starter.
Selon un autre aspect de la présente invention, le contacteur comprend une première et une deuxième borne électrique secondaire destinée à alimenter le moteur électrique du démarreur, la première borne électrique secondaire étant reliée à une source d'alimentation et la deuxième borne électrique secondaire étant reliée à au moins un balai positif du moteur électrique du démarreur , la plaquette de contact secondaire venant en contact avec la première et la deuxième borne électrique secondaire dans sa position active.According to another aspect of the present invention, the contactor comprises a first and a second secondary electrical terminal for supplying the electric motor of the starter, the first secondary electrical terminal being connected to a power source and the second secondary electrical terminal being connected. at least one positive brush of the electric motor of the starter, the secondary contact plate coming into contact with the first and the second secondary electrical terminal in its active position.
La présent invention concerne également un démarreur comprenant :
- un contacteur et,
- un pignon mobile entre une position de repos et une position finale dans laquelle le pignon est engrené sur une couronne d'un moteur thermique à démarrer en passant par une position intermédiaire dans laquelle le pignon est dent contre dent avec la couronne,
- a contactor and,
- a movable pinion between a rest position and a final position in which the pinion is geared on a ring of a heat engine to start passing through an intermediate position in which the pinion is tooth against tooth with the crown,
La présente invention concerne également un système de démarrage d'un moteur thermique comprenant un démarreur, le système comprenant une unité de commande électronique configurée pour piloter l'actionneur dans une position active lorsque le démarreur effectue un démarrage en mode réflexe.The present invention also relates to a starting system of a heat engine comprising a starter, the system comprising an electronic control unit configured to drive the actuator in an active position when the starter performs a start in reflex mode.
Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, l'unité de commande électronique est configurée pour piloter l'actionneur dans une position de repos lorsque le démarreur effectue un démarrage à froid ou un démarrage en mode direct.According to a further aspect of the present invention, the electronic control unit is configured to drive the actuator in a rest position when the starter performs a cold start or a direct mode start.
Selon un autre aspect de la présente invention, l'unité de commande électronique est configurée pour alimenter l'élément bobiné en cas de démarrage.According to another aspect of the present invention, the electronic control unit is configured to supply the wound element in case of starting.
Selon un aspect additionnel de la présente invention, l'actionneur est relié électriquement entre l'unité de commande électronique et la masse.According to an additional aspect of the present invention, the actuator is electrically connected between the electronic control unit and the ground.
Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, l'actionneur est relié électriquement entre l'unité de commande électronique et un balai positif du moteur électrique.According to a further aspect of the present invention, the actuator is electrically connected between the electronic control unit and a positive brush of the electric motor.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés qui en représentent, à titre indicatif mais non limitatif, des modes de réalisation possibles.Other features and advantages of the invention will appear in the description which will now be made, with reference to the accompanying drawings which show, by way of indication but not limitation, possible embodiments.
Sur ces dessins:
- la figure la représente un schéma de l'architecture d'un système de démarrage selon un mode de réalisation de la présente invention ;
- la
figure 1b représente un schéma de l'architecture du contacteur de lafigure 1a ; - la
figure 2 représente un schéma électrique du système de démarrage selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; - la
figure 3 représente un schéma électrique du système de démarrage selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention ; - la
figure 4 représente un exemple d'évolution du régime moteur lors d'un arrêt d'un moteur thermique ; - la
figure 5 représente une première configuration de l'architecture d'un système de démarrage selon un mode de réalisation de la présente invention lors d'un démarrage à froid ; - la
figure 6 représente une deuxième configuration de l'architecture d'un système de démarrage selon un mode de réalisation de la présente invention lors d'un démarrage à froid ; - la
figure 7 représente une première configuration de l'architecture d'un système de démarrage selon un mode de réalisation de la présente invention lors d'un démarrage à froid ; - la
figure 8 représente une première configuration de l'architecture d'un système de démarrage selon un mode de réalisation de la présente invention lors d'un démarrage réflexe ; - la
figure 9 représente une deuxième configuration de l'architecture d'un système de démarrage selon un mode de réalisation de la présente invention lors d'un démarrage réflexe ; - la
figure 10 représente une troisième configuration de l'architecture d'un système de démarrage selon un mode de réalisation de la présente invention lors d'un démarrage réflexe ;
- Figure la shows a diagram of the architecture of a starter system according to an embodiment of the present invention;
- the
figure 1b represents a diagram of the contactor architecture of thefigure 1a ; - the
figure 2 shows a circuit diagram of the starter system according to a first embodiment of the present invention; - the
figure 3 shows a circuit diagram of the starter system according to a second embodiment of the present invention; - the
figure 4 represents an example of evolution of the engine speed during a shutdown of a heat engine; - the
figure 5 represents a first configuration of the architecture of a starter system according to an embodiment of the present invention during a cold start; - the
figure 6 represents a second configuration of the architecture of a starter system according to an embodiment of the present invention during a cold start; - the
figure 7 represents a first configuration of the architecture of a starter system according to an embodiment of the present invention during a cold start; - the
figure 8 represents a first configuration of the architecture of a starter system according to an embodiment of the present invention during a reflex start; - the
figure 9 represents a second configuration of the architecture of a starter system according to an embodiment of the present invention during a reflex start; - the
figure 10 represents a third configuration of the architecture of a starter system according to an embodiment of the present invention during a reflex start;
Sur ces figures, les mêmes numéros de référence désignent des éléments identiques.In these figures, the same reference numbers designate identical elements.
Dans la description qui va suivre, on désigne de façon générale:
- le terme « démarrage réflexe » correspond à un démarrage ou plutôt redémarrage alors que le moteur n'est pas encore à l'arrêt complet. Ce type de démarrage intervient notamment avec les véhicules automobiles munis d'une fonction d'extinction et redémarrage automatique du moteur ou fonction « stop and go » en anglais, lors de l'arrêt du véhicule, par exemple à un feu de signalisation ou dans des embouteillages ;
- the term "reflex start" corresponds to a start or rather restart while the engine is not yet at a complete stop. This type of start-up occurs especially with motor vehicles equipped with a function of extinguishing and automatic restart of the engine or "stop and go" function in English, when stopping the vehicle, for example at a traffic light or in traffic jam ;
La
La partie mobile 9b comprend un plongeur 11, une tige de plongeur 13 et un élément élastique ou ressort 15 disposé entre le plongeur 11 et la tige de plongeur 13. Le plongeur 11 et la tige de plongeur 13 sont montés mobiles en translation l'un par rapport à l'autre entre une première position dans laquelle le ressort 15 présente une première longueur et une deuxième position dans laquelle le ressort 15 est davantage comprimé et présente une deuxième longueur plus courte que la première.The
La tige de plongeur 13 est reliée au pignon 17, par exemple par l'intermédiaire d'une fourchette 19 de sorte que le déplacement de la tige de plongeur 13 provoque le déplacement du pignon 17. En particulier, le passage de la partie mobile 9b du noyau magnétique de la position de repos à la position active provoque le déplacement du pignon 17 vers la couronne 21 du moteur thermique 23.The
Le contacteur 5, qui est représenté seul sur la
Le contacteur 5 comprend aussi une plaquette de contact principale 31 apte à être déplacée entre une position de repos dans laquelle la plaquette de contact principale 31 est isolée électriquement des deux bornes électriques principales 25a et 25b et une position active dans laquelle la plaquette de contact principale 31 vient en contact avec les deux bornes électriques principales 25a et 25b pour alimenter le moteur électrique 27. Le passage de la plaquette de contact principale 31 de la position de repos à la position active est provoqué par le plongeur 11 qui vient en contact avec la plaquette de contact principale 31 lors du passage en position active de la partie mobile 9b du noyau magnétique.The
De plus, le contacteur 5 comprend un actionneur 33 comprenant un solénoïde configuré pour déplacer un plongeur mobile de l'actionneur 33 entre une position de repos et une position active, l'alimentation du solénoïde provoquant le passage en position active. L'actionneur 33 est donc configuré pour passer d'une position de repos, dans laquelle le plongeur est dans une position rétractée, autorisant le contact électrique entre la plaquette de contact principale 31 et les bornes électriques principales 25a et 25b, à une position active, dans laquelle le plongeur est dans une position sortie, empêchant le contact entre la plaquette de contact principale 31 et au moins une des bornes électriques principales 25a et 25b de sorte que lorsque l'actionneur 33 est en position active, la plaquette de contact principale 31 ne peut connecter les deux bornes électriques principales 25a et 25b pour alimenter le moteur électrique 27.In addition, the
Le contacteur 5 comprend également deux bornes électriques secondaires 35a et 35b. La première borne électrique secondaire 35a est raccordée à un balai positif du moteur électrique 27 du démarreur 3 et la deuxième borne électrique secondaire 35b est raccordée à la borne positive notée + de la batterie 29, ce qui correspond au fait que la première borne électrique secondaire 35a est reliée à la première borne électrique principale 25a et la deuxième borne électrique secondaire 35b est reliée à la deuxième borne électrique principale 25b.The
Le contacteur 5 comprend aussi une plaquette de contact secondaire 37 apte à être déplacée entre une position de repos dans laquelle la plaquette de contact secondaire 37 est isolée électriquement des deux bornes électriques secondaire 35a et 35b et une position active dans laquelle la plaquette de contact secondaire 37 vient en contact avec les deux bornes électriques secondaires 35a et 35b pour alimenter le moteur électrique 27. Le passage de la plaquette de contact secondaire 37 de la position de repos à la position active étant provoqué par la tige de plongeur 13 qui vient en contact avec la plaquette de contact secondaire 37 lors du passage en position active de la partie mobile 9b du noyau magnétique sous réserve que le plongeur 11 et la tige de plongeur 13 soient dans la première position.The
En effet, lors du passage du passage en position active de la partie mobile 9b du noyau magnétique, le plongeur 11 et la tige de plongeur 13 sont déplacés, ce qui entraîne également le déplacement du pignon 17 vers la couronne 21. Or, en cas de vitesse différentielle entre le pignon 17 et la couronne 21, notamment lors d'un démarrage réflexe, le pignon 17 ne peut engrener sur la couronne 21 et est bloqué en position dent contre dent sur la couronne 21. Ce blocage du pignon 17 entraîne le blocage de la tige de plongeur 13 via la fourchette 19 de sorte que la tige de plongeur 13 ne peut se déplacer vers la position active ce qui entraîne la compression du ressort 15 et empêche le déplacement de la plaquette de contact secondaire 37 de la position de repos à la position active.Indeed, during the passage of the passage in the active position of the
Ainsi, les bornes électriques principales 25a et 25b associées à la plaquette de contact principale 31 constituent un premier interrupteur situé dans une première branche du circuit d'alimentation du moteur électrique 27 tandis que les bornes électriques secondaires 35a et 35b associées à la plaquette de contact secondaire 37 constituent un deuxième interrupteur situé dans une deuxième branche du circuit d'alimentation du moteur électrique 27, la deuxième branche étant montée en parallèle par rapport à la première.Thus, the main
Sur le schéma de la
Il est également à noter que la plaquette de contact 31 et/ou la plaquette de contact secondaire 37 peuvent être reliées à la borne positive + de la batterie ou à un balai positif du moteur électrique de sorte qu'une seule borne électrique principale 25a ou 25b et/ou une seule borne électrique secondaire 35a ou35b est utilisée, l'actionneur 33 empêchant en position active le contact entre la plaquette de contact principale 31 et la borne électrique principale 25a ou 25b.It should also be noted that the
L'activation et la désactivation de l'actionneur 33 et de l'élément bobiné 7 sont réalisées par une unité de commande électronique 39 du système de démarrage 1, l'alimentation étant représentée schématiquement par un premier 41 et un deuxième 43 interrupteur qui en pratique peuvent être par exemple des transistors ou autres éléments logiques. L'unité de commande électronique 39 permet par exemple de connecter la borne positive + de la batterie 29 à l'actionneur 33 d'une part via le premier interrupteur 41 et à l'élément bobiné 7 via le deuxième interrupteur 43. L'actionneur 33 est donc activé par la fermeture de l'interrupteur 41 et l'ensemble bobiné 7 est activé par la fermeture de l'interrupteur 43.Activation and deactivation of the
D'autre part, deux modes de réalisation distincts permettent le branchement électrique de l'actionneur 33 et vont maintenant être décrits en détails.On the other hand, two separate embodiments allow the electrical connection of the
Selon un premier mode de réalisation représenté sur la
Selon un deuxième mode de réalisation alternatif représenté sur la
La
L'idée de la présente invention est donc d'empêcher tout entraînement en rotation du pignon 17 par le moteur électrique 27 lors d'un démarrage réflexe en activant l'actionneur 33 sauf si le pignon 17 est engrené totalement sur la couronne 21 ce qui permet de mettre en contact la plaquette de contact secondaire 37 avec les bornes électriques secondaires 35a et 35b de manière à alimenter le moteur électrique 27.The idea of the present invention is therefore to prevent any drive in rotation of the
Les différentes configurations du démarreur 3 en fonction du type de démarrage vont maintenant être décrites en détails. L'architecture des
Les
Lors d'un démarrage à froid, l'interrupteur 43 est fermé de manière à activer l'élément bobiné 7 comme représenté sur la
L'alimentation de l'élément bobiné 7 provoque le déplacement de la partie mobile 9b du noyau magnétique vers sa position active. Le déplacement de la partie mobile 9b provoque d'une part le déplacement de la plaquette de contact principale 31 vers les bornes électriques principales 25a et 25b et d'autre part le déplacement du pignon 17 vers la couronne 21 jusqu'à une position intermédiaire dent contre dent du pignon 17 avec la couronne 21 comme représenté sur la
Les
Lors d'un démarrage réflexe, les interrupteurs 41 et 43 sont fermés de manière à activer à la fois l'élément bobiné 7 et l'actionneur 33 comme représenté sur la
La fermeture de l'interrupteur 41 provoque le passage de l'actionneur 33 dans sa position active, c'est-à-dire dans une position empêchant le contact entre la plaquette de contact principale 31 et au moins un des bornes électriques principales 25a et 25b.The closing of the
L'alimentation de l'élément bobiné 7 provoque le déplacement de la partie mobile 9b du noyau magnétique vers sa position active. Le déplacement de la partie mobile 9b provoque d'une part le déplacement de la plaquette de contact principale 31 vers les bornes électriques principales 25a et 25b et d'autre part le déplacement du pignon 17 vers la couronne 21 jusqu'à une position intermédiaire dent contre dent du pignon 17 avec la couronne 21 comme représenté sur la
Ainsi, l'utilisation d'une partie mobile 9b de noyau magnétique comprenant d'une part un plongeur 11 apte à déplacer une plaquette de contact principale 31 permettant de contrôler l'alimentation du moteur électrique 27 et d'autre part une tige de plongeur 13 mobile par rapport au plongeur 11, reliée à la fourchette 19 et apte à déplacer une plaquette de contact secondaire 37 permettant de contrôler l'alimentation du moteur électrique 27 en fonction de la position du pignon 17 par rapport à la couronne 21 en association avec un actionneur 33 configuré pour inhiber l'action de la plaquette de contact principale 31 en cas de démarrage réflexe permet d'obtenir une sécurité mécanique qui permet d'éviter l'activation du moteur électrique 27 entraînant le pignon 17 lors d'un démarrage réflexe lorsque le pignon 17 n'est pas complètement engrené sur la couronne 21 du moteur 23. Cette architecture de démarreur 3 permet donc d'éviter tout fraisage de la couronne 21 par le pignon 17 sans nécessiter de contrôle ou de temporisation électronique, ce qui permet d'optimiser à la fois le temps nécessaire au redémarrage et la durée de vie du démarreur 3 et de limiter au maximum la complexité de la partie électronique du démarreur 3 et donc de limiter le coût du démarreur 3.Thus, the use of a
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