FR2491178A1

FR2491178A1 - Dispositif de commande d'un embrayage electromagnetique pour vehicule automobile

Info

Publication number: FR2491178A1
Application number: FR8118231A
Authority: FR
Inventors: Ryuzo Sakakiyama
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1980-09-30
Filing date: 1981-09-28
Publication date: 1982-04-02
Also published as: JPS6256010B2; GB2084281B; JPS5760917A; GB2084281A; DE3138688C2; FR2491178B1; US4449619A; DE3138688A1

Abstract

CE DISPOSITIF DE COMMANDE D'UN EMBRAYAGE ELECTROMAGNETIQUE D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE D'UN VEHICULE EST ADAPTE POUR SUPPRIMER L'AIMANTATION RESIDUELLE LORS DE L'ACTIONNEMENT DU LEVIER DE CHANGEMENT DE RAPPORT. L'EMBRAYAGE ELECTROMAGNETIQUE COMPORTE UN ORGANE MENANT CALE SUR UN VILEBREQUIN DU MOTEUR, UN BOBINAGE D'AIMANTATION PREVU DANS L'ORGANE MENANT, UN ORGANE MENE ADJACENT A L'ORGANE MENANT; UN INTERRUPTEUR DE POINT MORT 50 EST PREVU POUR CAPTER LA POSITION DU LEVIER DE CHANGEMENT EN POSITION DE POINT MORT, ET UN INTERRUPTEUR 51 POUR CAPTER L'ACCELERATION EST ADAPTE POUR PRODUIRE UN SIGNAL LORSQUE LE MOTEUR N'EST PAS ACCELERE. LES DEUX SIGNAUX DES INTERRUPTEURS 50, 51 SONT APPLIQUES A UN CIRCUIT DE COMMANDE. CE CIRCUIT EST AGENCE DE MANIERE QUE LE COURANT CIRCULANT DANS LE BOBINAGE D'AIMANTATION 7 SOIT INVERSE EN FONCTION DES SIGNAUX DE SORTIE DE TELLE SORTE QUE L'AIMANTATION RESIDUELLE DE L'EMBRAYAGE PUISSE ETRE SUPPRIMEE.

Description

_-1 _ La présente invention est relative à la commande des embrayages

électromagnétiques pour véhicules, et elle concerne plus particulièrement un dispositif

de commande électromagnétique qui est capable de sup-

primer l'aimantation résiduelle dans l'embrayage électro- magnétique en faisant passer un courant d'embrayage de polarité inverse dans un bobinage d'aimantation lorsque le levier de changement de rapport de la botte de vitesses est en position de point mort et que le

moteur n'est pas accéléré.

L'embrayage électromagnétique comprend un organe menant annulaire calé sur le vilebrequin d'un moteur, un bobinage d'aimantation prévu dans l'organe menant, un organe mené calé sur l'arbre d'entrée de la boite de vitesses et ménageant un petit entrefer avec l'organe menant, et un levier de changement de rapport pour modifier le rapport de la boite de vitesses. Le levier de changement de rapport comporte dans sa poignée un interrupteur pour le bobinage d'aimantation,

cet interrupteur étant ouvert par la pression d'action-

nement provoquée par l'actionnement manuel du levier, par exemple une pression due à un serrage, à une poussée ou à une traction. Lorsque le levier de changement

de rapport est actionné et qu'une pression d'action-

nement est exercée sur sa poignée, l'interrupteur est ouvert et le courant ne circule pas dans le bobinage d'aimantation et l'embrayage est débrayé. Lorsque le levier de changement de rapport atteint une position

d'engagement d'un rapport et que la pression d'action-

nement sur le levier est supprimée, l'interrupteur est fermé de sorte qu'un courant électrique circule dans le bobinage d'aimantation afin d'aimanter l'organe menant. Lorsque la pédale d'accélérateur est enfoncée, le courant circulant dans le bobinage augmente. Le flux magnétique est engendré dans l'entrefer entre l'organe menant et l'organe mené, de sorte que ce - 2 - dernier se trouve couplé à l'organe menant. Le courant d'embrayage circulant dans l'enroulement est augmenté progressivement suivant le degré d'enfoncement de la pédale d'accélérateur, tandis qu'il se produit dans l'embrayage un glissement entre l'organe menant et l'organe mené. Ainsi le véhicule peut être facilement démarré de façon régulière en enfonçant la pédale

d'accélérateur sans actionner la pédale d'embrayage.

Cette technique est bien connue. Dans un tel embrayage électromagnétique, l'opération dénommée "double débrayage" est assurée afin de réaliser un passage sans à-coups entre les rapports. Le double débrayage est provoqué par le fait que lorsque la pression d'actionnement disparaît dans la position de point mort lors du changement de position du levier, l'interrupteur

du levier est fermé pour embrayer l'embrayage.

Dans un tel dispositif, lorsque le levier de

changement de rapport est déplacé d'une position d'en-

gagement d'un rapport à une position d'engagement d'un autre rapport en passant par la position de point mort, l'aimantation peut subsister dans l'embrayage après

la coupure du courant d'embrayage en raison de l'aiman-

tation en position de point mort. Le levier de chan-

gement de rapport doit être actionné à l'encontre du couple de traînée provoqué par une telle aimantation résiduelle, ce qui nécessite une force manuelle d'actionnement importante. Cette tendance augmente lorsque la vitesse du moteur est augmentée en enfonçant la pédale d'accélérateur lors du fonctionnement du moteur au ralenti, au démarrage du véhicule. Dans une boite de vitesses ne comportant pas de mécanisme de synchronisation lorsqu'un changement de rapport est effectué brusquement, les pignons n'engrènent pas ensemble sans à-coups, du fait qu'un certain temps est nécessaire pour que les pignons se trouvent en synchronisme. -3- Pour supprimer ces défauts, l'invention fournit un dispositif pour embrayage électromagnétique, qui est adapté pour faire passer un courant d'embrayage de polarité inverse dans le bobinage de l'embrayage afin de supprimer l'aimantation résiduelle produite par l'hystérésis du corps de l'embrayage, afin d'obtenir une synchronisation régulière lorsque la boite de vitesses se trouve en position de point mort et que le

moteur n'est pas accéléré.

L'invention a pour objet un dispositif pour commander un embrayage électromagnétique d'un moteur à combustion interne monté sur un véhicule, qui comporte un organe menant calé sur un vilebrequin du moteur à combustion interne, un bobinage d'aimantation prévu dans l'organe menant, un organe mené adjacent audit organe menant, une boite de vitesses calée sur l'organe mené et comportant plusieurs rapports différents, et un levier de changement de rapport pour actionner la botte de vitesses, dispositif caractérisé en ce qu'il. comprend

des premiers moyens fonctionnant en réponse à l'action-

nement du levier de changement de rapport pour fournir un signal de sortie ayant l'un de plusieurs niveaux logiques dans la position de point mort du levier de changement de rapport, des seconds moyens fonctionnant en réponse à l'accélération du moteur pour fournir un signal de sortie ayant l'un de plusieurs niveaux logiques lorsque le moteur n'est pas accéléré, un circuit de commande fonctionnant en réponse aux signaux de sortie desdits premiers et seconds moyens afin de fournir un signal de sortie ayant l'un de plusieurs niveaux logiques, et un circuit de commutation sensible au signal de sortie du circuit de commande pour commander le courant circulant dans le bobinage d'aimantation, le circuit de commutation étant agencé de manière que le courant circule à travers le bobinage d'aimantation avec la polarité inverse suivant que le signal de sortie - 4- présente l'un desdits niveaux logiques du circuit de commande, établi par les signaux de sortie provenant desdits premiers et seconds moyens et que le courant d'excitation circule dans le bobinage d'aimantation suivant l'autre niveau logique du signal de sortie

du circuit de commande.

D'autres caractéristiques et avantages de

l'invention apparaitront au cours de la description

qui va suivre faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples et dans lesquels: la Fig. 1 est une vue en coupe d'une botte de vitesses comportant un embrayage électromagnétique utilisé avec un dispositif suivant l'invention; la Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne I-II de la Fig. 1; la Fig. 3 est un schéma de circuit d'un exemple de réalisation du dispositif suivant l'invention; la Fig. 4 est une uae en perspective montrant une pédale d'accélérateur; la Fig. 5 est un diagramme montrant la

relation entre le courant d'embrayage et les signaux.

Les Figs. 1 et 2 montrent une boite de vitesses à laquelle est appliquée l'invention et dans

laquelle la référence 1 désigne un embrayage électro-

magnétique à poudre, la ré-frence 2 une boite de vitesses à quatre rapports et la référence 3 un

dispositif de réduction final.

L'embrayage électromagnétique 1 à poudre comporte un carter et un plateau menant 6 calé sur l'extrémité d'un vilebrequin 5 d'un moteur à combustion interne, un organe menant annulaire 8 fixé sur le plateau menant 6, un bobinage 7 d'aimantation prévu dans l'organe menant 8 et un organe mené 10 calé au moyen de cannelures sur un arbre d'entrée 9 de la boite de vitesses 2, de manière à ménager un entrefer 11 avec l'organe menant 8. Une poudre magnétique est disposée dans une chambre à poudre 12 et l'entrefer 11

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-5- est adapté pour être rempli de poudre. Un flasque 13 est fixé sur l'organe menant 8. Le flasque 13 comporte une partie cylindrique qui est co-axiale à l'arbre

d'entrée 9 et sur lequel sont fixées des bagues collec-

trices 14. Les bagues collectrices 14 sont reliées à l'organe menant 8 au moyen d'un conducteur X. Des balais 16 sont en appui contre les bagues collectrices 14 et sont portés dans un porte-balais 17 et reliés au moyen d'un conducteur Y à un dispositif de commande

qui sera décrit dans la suite.

Dans un tel agencement, le plateau menant 6 et l'organe menant 8 tournent ensemble avec le vilebrequin 5 et la poudre magnétique enfermée de façon étanche dans la chambre à poudre 12 est attirée sur la surface interne de l'organe menant 8 par la force centrifuge. Si le bobinage d'aimantation 7 est excité par le courant circulant dans le conducteur Y, les balais 16, les bagues collectrices 14 et le conducteur X, l'organe menant 8 est aimanté de façon à engendrer un flux magnétique traversant l'organe

mené 10 comme représenté par des flèches à la Fig. 1.

Ainsi la poudre se trouve agglomérée dans l'entrefer 11 de sorte que la puissance du moteur est transmise

à l'arbre d'entrée 9 par l'intermédiaire de l'embrayage.

Dans la boîte de vitesses 2, les pignons

18 à 21 de premier au quatrième rapport sont soli-

daires de l'arbre d'entrée 9. Les pignons 18 à 21

sont en prise avec des pignons menés 23 à 26 respec-

tivement. Les pignons 23 à 26 sont montés rotatifs sur l'arbre de sortie 22 qui est parallèle à l'arbre d'entrée 9. Chacun des pignons 23 et 24 est adapté pour être engagé en prise avec l'arbre de sortie 22 en actionnant un mécanisme 27 de synchronisation, et chacun des pignons menés 25 et 26 est engagé en prise avec l'arbre de sortie 22 au moyen d'un

mécanisme 28 de synchronisation d'une façon bien connue.

Il est en outre prévu un pignon 29 de marche arrière.

- 6 - Ainsi en actionnant le levier de changement de rapport (non représenté) de la botte de vitesses, le pignon mené 23 est couplé solidairement avec l'arbre de sortie 22 par le mécanisme de synchronisation 27 et le premier rapport est obtenu sur l'arbre de sortie 22 du fait que la puissance de l'arbre d'entrée 9

est considérablement diminuée. Les deuxième, troi-

sième et quatrième rapports peuvent être obtenus de

la même façon respectivement.

En outre il est prévu un pignon de sortie sur une extrémité de l'arbre de sortie 22, ce pignon engrenant avec une couronne dentée 32 dans un différentiel 31 du dispositif 3 de réduction final pour transmettre la sortie de l'arbre 22 de la boîte de vitesses 2 directement depuis la couronne dentée 32 au pignon planétaire 36 par l'intermédiaire d'un bottier 33, d'un croisillon 34 et d'un pignon , et enfin aux roues motrices par l'intermédiaire

de l'arbre de transmission 37.

La Fig. 3 montre un agencement du circuit de commande dans lequel un transistor 40 du type P-N-P et un transistor-41 du type NPN sont reliés en série

aux extrémités opposées du bobinage 7 d'aimantation.

L'émetteur du transistor 40 est relié à une source électrique tandis que l'émetteur du transistor 41 est relié à la masse. Un circuit de commutation 42 comprenant une diode et une résistance est relié aux deux extrémités b, c du bobinage 7. Une résistance 43 pour le courant inversé est reliée à la source de courant électrique et au collecteur du transistor 41 et une résistance 44 pour le courant inversé est reliée entre le collecteur du transistor 40 et la masse. Les bases des transistors 40, 41 sont reliées à des résistances 45, 46 respectivement. La résistance 45 est reliée à une porte NON-ET 55 par l'intermédiaire d'un circuit tamon 47 et la résistance 46 est reliée à la porte NCN-ET 55. par l'intermédiaire d'une porte NCN-OU 48. Par ailleurs le -7- signal de commande d'embrayage est appliqué à une autre entrée de la porte NON-OU 48. L'entrée 49 est à un niveau bas lors de l'actionnement du levier de

changement de rapport.

La référence 50 désigne un interrupteur de

point mort qui est fermé lorsque le levier de chan-

gement de rapport se trouve en position de point mort, la référence 51 désigne un interrupteur de maintien d'embrayage qui est fermé lorsque le moteur est accéléré et qui est actionné par la pédale

d'accélérateur, et la référence 52 désigne un inter-

rupteur de levier de changement de rapport qui, étant prévu sur le levier lui-même, est fermé lorsque ce

levier est actionné. Un contact de chaque inter-

rupteur 50, 51 et 52 est relié à la masse, tandis que l'autre contact de l'interrupteur 50 de point

mort est relié à une porte NON-ET 54 par l'intermé-

diaire d'un inverseur 53, l'autre contact de l'in-

terrupteur 51 de maintien d'embrayage étant relié

à la porte NON-ET 54, et l'autre contact de l'in-

terrupteur 52 du levier de changement de rapport étant relié à la porte NON-ET 55. La sortie de la porte

NON-ET 54 est également reliée à la porte NON-ET 55.

Un potentiel positif est appliqué aux autres contacts des interrupteurs 50, 51, 52 par l'intermédiaire de résistances 56, 57 et 58 respectivement. La sortie de la porte NON-ET 55 est reliée au circuit

tampon 47 et à la porte NON-OU 48.

Comme représenté à la Eg. 4, le mécanisme d'accélérateur comprend un support 70 en tôle qui est fixé sur la carrosserie du véhicule, un arbre 71 monté rotatif sur le support 70, un bras 72 de section en U fixé sur l'arbre 71, et une pédale d'accélérateur 73 montée sur l'extrémité du bras 72. En outre deux cames 74, 75 espacées l'une de l'autre sont fixées sur l'arbre 71 de façon à être positionnées -8 -

respectivement en face d'un interrupteur 77 d'accélé-

rateur et de l'interrupteur 51 de maintien d'embrayage

qui sont disposés dans une boite de support 76.

Le bras 72 est toujours sollicité dans le sens des aiguilles d'une montre par un ressort non représenté et est déplacé dans le sens inverse des aiguilles d'une montre en enfonçant la pédale 73. A

la Fig. 4 la référence 1 désigne une position station-

naire lorsque la pédale d'accélérateur 73 n'est pas enfoncée. Lorsque la pédale 73 est enfoncée jusque dans sa position II, la came 74 entre en contact avec

-l'interrupteur 77 d'accélérateur afin de fermer celui-

ci. Lorsque la pédale d'accélérateur est enfoncée de I/4 à I/3 de la course totale III, la came 75 vient en contact avec l'interrupteur 51 de maintien

d'embrayage afin de fermer celui-ci.

Le fonctionnement du mode de réalisation de l'invention décrit ci-dessus va être maintenant expliqué. La édale 73 d'accélérateur n'est pas enfoncée et le levier de changement de rapPortest maintenu danssa osi ne levier de changement de rapport est déplacé dans la position

d'engagement dlun rapport,.

Du fait que l'interrupteur 51 de maintien d'embrayage est ouvert, la porte NON-ET 54 reçoit un signal de niveau haut. Par conséquent la porte NON-ET 54 produit un signal haut ou bas suivant que

l'interrupteur 50 de point mort est fermé ou ouvert.

Lorsque le levier de changement de rapport est actionné, l'interrupteur 52 est fermé de sorte qu'un signal de niveau bas est appliqué à la porte NON-ET 55. De ce fait la porte 55 produit une sortie de niveau haut indépendamment du niveau de sortie de la porte NON-ET 54. Le signal de niveau haut coupe les transistors 40, 41 de façon à faire passer le courant dans l'ordre

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- 9 - a-- c -4 b -> e, de sorte qu'un courant d'embrayage inversé circule dans le bobinage 7. De ce fait l'aimantation résiduelle dans l'embrayage peut être supprimée. Par conséquent aucune traînée n'est appliquée à l'organe mené 10 par l'organe menant 8,

accélérant ainsi la synchronisation pour un engage-

ment sans à-coups des pignons.

La Fig. 5 est un diagramme montrant la

relation entre le courant d'embrayage et l'action-

nement du levier de changement de rapport. Lorsque le levier de changement de rapport n'est pas actionné, le courant nominal d'embrayage Im circule comme indiqué par A, ce qui signifie que l'embrayage est embrayé. Lorsque l'interrupteur 52 de levier de

changement de rapport est fermé, un courant d'em-

brayage inversé circule temporairement comme repré-

senté par B. Lorsque l'interrupteur 52 de levier de changement de rapport est ouvert à la fin de l'actionnement de ce levier, le courant nominal Im commence de nouveau de circuler comme représenté par

C pour embrayer l'embrayage.

La pédale d'accélérateur est enfoncée et

le levier de changement de rapport est actionné.

L'interrupteur 52 de levier de changement de rapport est fermé et la porte NON-ET 55 reçoit un signal de niveau bas et une sortie de niveau haut apparaît à la sortie. Par conséquent les transistors , 41 sont rendus conducteurs de sorte qu'un courant électrique circule dans l'ordre a -> c -+ b -* e comme représenté à la Fig. 3. Ainsi le courant de sens inverse circule dans le bobinage 7 lors de

l'actionnement du levier de changement de rapport.

Par ailleurs l'interrupteur 51 est fermé du fait que la pédale 73 d'accélérateur est enfoncée. En conséquence, la porte NON-ET 54 reçoit un signal de niveau bas de sorte que sa sortie est à un niveau haut. Par conséquent, lorsque l'interrupteur 52

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du levier est temporairement ouvert tandis que le levier se trouve en position de point mort, la sortie de la porte NON-ET 55 diminue jusqu'à un niveau bas,

de sorte que les transistors 40, 41 sont conducteurs.

Ainsi l'embrayage est embrayé en effectuant un double débrayage. Le double débrayage est représenté à la Fig. 5. Lorsque l'interrupteur 52 du levier est fermé au point D, un courant d'embrayage inversé circule à travers le bobinage 7. Le courant inversé continue de circuler aussi longtemps que l'interrupteur 52 est fermé. Lorsque l'interrupteur 52 est ouvert au point J tandis que l'interrupteur 50 de point mort est fermé, le courant normal d'embrayage représenté par E circule pour assurer l'opération de double débrayage aussi longtemps qule l'interrupteur 52 est ouvert. En outre lorsque les deux interrupteurs 50 de point mort et 52 du levier sont ouverts à la fin de l'actioirnement du levier, le courant nominal Im circule comme indiqué par F de sorte que l'embrayage

électromagnétique à poudre 1 est embrayé.

La pédale d'accélérateur 73 est enfoncée pendant que le levier de changement de rapport est

en position de point mort.

Du fait que l'interrupteur 51 de maintien d' embrayage est fermé en raison de l'enfoncement de la pédale d'accélérateur 13, la porte NON-ET 54 reçoit un signal de niveau bas. Par conséquent la sortie de la porte NON-ET 54 est haute indépendamment du fait que l'

interrupteur 50 est ouvert ou fermé. Du fait que le le-

vier de changement de rapport n'est pas actionné, l'in-

terrupteur 52 est ouvert et de ce fait la porte NON-ET reçoit un signal de niveau haut. Ainsi la sortie de la porte NON-ET 55 est à un niveau bas. Le signal de niveau bas provenant de la porte NON-ET 55 est appliqué

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au transitor 40 par l'intermédiaire du circuit tampon

47 pour le rendre conducteur. En outre du fait que les deux en-

trees de la porte NCN-OU 48 sont de niveau bas, la sortie de cette

porte est à un niveau haut ce oui rend le transistor 41 oenducteur.Ain-

si le courant électrique circule dans l'ordre a-,c4b-,d dans le bobinage.

Suivant le mode de réalisation représentél'ac-

célération du moteur est détectée par le degré d'enfonce-

ment de la pédale d'accélérateur. On comprend cependant que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais que les mêmes effets peuvent être obtenus par exemple au moyen d'un capteur de pression négative

prévu dans un conduit d'admission du carburateur du mo-

teur. Suivant l'agencement de l'invention décrit plus haut, du fait que le courant de sens inverse circule

dans le bobinage d'aimantation lorsque le levier de chan-

gement de rapport de la boite de vitesses est en position

de point mort, l'aimantation résiduelle peut être élimi-

née immédiatement. De ce fait le levier de changement de rapport peut être actionné sans résistance et sans-à-coups

pour le changement de rapport.

Claims

- R E V E N D I C A T I O N S

1. Dispositif pour commander un embrayage électro-

magnétique d'un moteur à combustion interne monté sur un

véhicule, qui comporte un organe menant 8 calé sur un vile-

brequin dudit moteur à combustion interne, un bobinage d'aimantation 7 prévu dans ledit organe menant, un organe mené 10 adjacent audit organe menant, une boite de vitesse 2 calée sur ledit organe mené et comportant plusieurs rapports, et un levier de changement de rapport pour actionner ladite boîte de vitesse, dispositif caractérisé lî en ce qu'il comprend des premiers moyens 52 agissant en réponse à l'actionnement dudit levier de changement de rapport pour fournir un signal de sortie ayant l'un de plusieurs niveaux logiques dans la position de point mort dudit levier de changement de rapport, des seconds moyens 51 sensibles à l'accélération dudit moteur pour fournir un signal de sortie ayant l'un de plusieurs niveaux logiques lorsque le moteur n'est pas accéléré, un circuit de commande 40, 41 fonctionnant en réponse auxdits signaux de sortie desdits premiers et seconds moyens pour fournir un signal de sortie ayant l'un de plusieurs niveaux logiques, et un circuit de commutation 42 sensible audit signal de sortie du circuit de commande pour commander le courant circulant dans ledit bobinage d'aimantation 7, le circuit de commutation étant agencé de manière que le courant circule dans ledit bobinage d'aimantation avec la polarité

inverse selon que le signal de sortie présente l'un des-

dits niveaux logiques du circuit de commande établi par les-

dits signaux de sortie provenant desdits premiers et seconds moyens et que le courant d'excitation circule dans ledit bobinage d'aimantation selon l'autre niveau logique du

signal de sortie du circuit de commande.

2. Dispositif suivant la revendication 1, caracté-

risé en ce que ledit circuit de commutation 42 comprend

deux transistors 40, 41.