FR2492023A1 - Dispositif de commande d'un embrayage electromagnetique d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LA COMMANDE DES EMBRAYAGES ELECTROMAGNETIQUES. UN CIRCUIT DE COMMANDE D'UN EMBRAYAGE ELECTROMAGNETIQUE COMPORTE NOTAMMENT UN CIRCUIT DE TENSION DE REFERENCE 49 QUI RECOIT UN SIGNAL DE DEPRESSION REPRESENTATIF DE L'ENFONCEMENT DE LA PEDALE D'ACCELERATEUR, ET UN CIRCUIT DE CHARGE 44 QUI RECOIT UN SIGNAL DE CHANGEMENT DE VITESSES. LES SIGNAUX DE SORTIE DE CES CIRCUITS SONT APPLIQUES A UN COMPARATEUR 50 QUI ATTAQUE UN ELEMENT DE COMMUTATION 56 QUI FAIT CIRCULER LE COURANT DANS LA BOBINE 7 DE L'EMBRAYAGE. LE CIRCUIT DE COMMANDE FAIT PATINER L'EMBRAYAGE PENDANT UNE LONGUE DUREE DANS LE CAS D'UN CHANGEMENT DE VITESSE A UNE VITESSE ELEVEE ET DANS DES CONDITIONS DE DECELERATION, AFIN DE REDUIRE LE CHOC AU MOMENT DU CHANGEMENT DE VITESSE. APPLICATION A LA CONSTRUCTION AUTOMOBILE.

Description

La présente invention concerne un dispositif de commande d'un

embrayageélectromagnétique convenant pour les

automobiles, et elle porte plus particulièrement sur undispoei-

tif destiné à un embrayage à poudre électromagnétique susceptible de réduire le choc au moment du changement du

rapport de la botte de vitesses.

L'embrayage à poudre électromagnétique comprend une pièce d'entraînement annulaire fixée au vilebrequin d'un moteur, une bobine d'aimantation logée dans la pièce d'entraînement, une pièce entraînée installée sur l'arbre primaire de la boite de vitesses en laissant un faible espace par rapport à la pièce d'entraînement, et un levier de changement de vitesses destiné à changer le rapport de la boîte de vitesses. Le levier de changement de vitesses comporte un contact destiné à la bobine d'aimantation qui est actionné par la manoeuvre du levier. Lorsqu'on fait passer le levier de changement de vitesses vers une position autre que le point mort, le contact se ferme.ce qui fait circuler un courant électrique dans la

bobine d'aimantation pour aimanter la pièce d'entraînement.

Lorsqu'on appuie sur la pédale d'accélérateur, le courant appliqué à la bobine augmente, La poudre magnétique s'agglomère dans l'espace situé entre la pièce d'entraînement et la pièce entraînée, ce qui établit un accouplement entre la pièce d'entraînement et la pièce entraînée. Le courant d'embrayage qui traverse la bobine d'aimantation augmente progressivement en fonction du niveau jusqu'auquel on enfonce la pédale d'accélérateur, tandis que l'embrayage patine, entre la pièce d'entraînement et la pièce entraînéeo Le dispositif est en outre conçu de façon à faire circuler un courant d'embrayage de valeur faible pendant la période de réembrayage après l'opération de changement de vitesses, de manière à transmettre l'énergie dans des conditions d'embrayage partiel pour réduire ainsi le choc résultant d'un accouplement abrupt de l'embrayage. Le circuit de la bobine d'embrayage est fermé et ouvert par la manoeuvre du levier de changement de vitesses. Le courant d'embrayage est commandé par la manoeuvre d'un contact d'accélérateur de façon à faire patiner l'embrayage. Sur la figure 7, la référence A montre la condition d'accouplement de l'embrayage, pendant laquelle le courant d'embrayage Im circule de façon à entraîner un accouplement complet de l'embrayage0 Lorsqu'on manoeuvre le levier de changement de vitesses, au début de l'opération de changement de vitesses, le circuit de la bobine d'embrayage est ouvert de la manière indiquée en B et l'embrayage est débrayé. Lorsque la main du conducteur lâche le levier de changement de vitesses après l'achèvement du changement de vitesses, un courant d'embrayage In inférieur au courant Im circule dans la bobine d'embrayage, comme il est indiqué en C et maintient la bobine dans une condition d'accouplement partiel de l'embrayage, c'est-à-dire une condition dans laquelle l'embrayage patine, de façon à diminuer le choc à l'accouplement de l'embrayage0 La durée de commande t 1 pour la condition d'accouplement partiel de l'embrayage pendant l'accélération est plus courte que la durée t2 pour la décélération. Après la durée t ou t2' le courant lm représenté en D ou en E sur la figure 7 circule de façon que l'embrayage soit dans l'état d'accouplement complet. La durée de l'accouplement partiel de l'embrayage sous l'effet du courant In est déterminée par la manoeuvre du contact d'accélérateur qui

est fermé pendant qu'on appuie sur la pédale d'accélérateur.

Par conséquent, dans les conditions de forte charge, à l'accélération, la durée d'accouplement partiel est raccourcie dans le but de diminuer le patinage de l'embrayage, tandis que

cette durée est allongée pendant la décélération.

Ainsi, dans le dispositif classique, lorsqu'on n'appuie pas sur la pédale d'accélérateur, l'embrayage est dans-la condition d'accouplement partiel pendant la durée t2, qui est longue, ce qui atténue le choc produit par

l'accouplement de l'embrayage au cours de la décélération.

Cependant, lorsque l'opération de changement de vitesses est effectuée fréquemment ou rapidement, le contact d'accélérateur

se ferme en dépit de l'existence de la condition de décélération.

Dans un tel cas, la durée d'accouplement partiel devient courte, c'est-àdire tl, ce qui entraîne un choc élevé au moment de l'accouplement et donne ainsi une sensation

désagréable au passager.

En outre, lorsqu'on appuie sur la pédale d'accélérateur alors que le véhicule est dans une condition de décélération et que la dépression est faible, le véhicule est soumis à un choc important du fait que le contact d'accélérateur se ferme et que l'embrayage est accouplé de façon brusque. L'invention a donc pour but général de réaliser un dispositif de commande d'embrayage électromagnétique qui fasse varier la durée de l'accouplement partiel de l'embrayage en fonction de la dépression dans la tubulure d'admission du moteur pendant le changement de vitesse, de façon à pouvoir

réduire le choc au moment de l'accouplement de l'embrayage.

L'invention consiste en un dispositif de commande d'un embrayage électromagnétique pour un moteur à combustion interne monté sur un véhicule, cet embrayage comprenant une pièce d'entraînement fixée à un vilebrequin du moteur a combustion interne, une bobine d'aimantation logée dans la pièce d'entraînement, et une pièce entraînée adjacente à la pièce d'entraînement, et cet embrayage étant associé à une boîte de vitesseSqui est fixée à la pièce entraînée et COErMrtant des engrenages à plusieurs rapports, ainsi qu'à un levier de changement de vitesses destiné à manoeuvrer la boite de vitesses. Le dispositif de commande d'embrayage comprend un premier élément de détection qui réagit à la manoeuvre du levier de changementde vitesses en produisant un signal de sortie de changement de vitesses; un second élément de détection qui réagit à la dépression dans la tubulure d'admission du moteur à combustion interne en produisant des signaux de sortie; un premier circuit de commande qui réagit aux signaux de sortie du premier élément de détection et du second élément de détection en produisant un signal de sortie pendant une durée qui est déterminée par le signal de sortie du second élément de détection; un premier circuit de portes qui réagit au signal de sortie du premier circuit de commande en produisant un signal de sortie; et un élément de commutation qui réagit au signal de sortie du premier circuit de portes en faisant

circuler le courant dans la bobine d'aimantation.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de

la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en

4 2492023

se référant a'ix dessins annexés sur lesquels: La figure X est une coupe d'un embrayage à poudre électromagnétique commandé par le dispositif de commande de l'invention La figure 2 est une coupe selon la ligne Z-Z de la figure 1; La figure 3 représente un circuit électronique du dispositif de commande; La figure 4 est une coupe montrant un exemple d'un dispositif de détection de dépression; La figure 5 est une coupe du dispositif de détection de la figure 4; La figure 6 est un diagramme séquentiel montrant la variation de signaux qui apparaissent à des emplacements déterminés de la figure 3; et La figure 7 est un graphique montrant la variation

du courant d'embrayage.

Sur les figures 1 et 2, la référence 1 désigne un embrayage à poudre électromagnétique, la référence 2 désigne une boîte de vitesses à quatre vitesses et la référence 3 désigne un dispositif réducteur final0 L'embrayage à poudre électromagnétique t se trouve dans un carter d'embrayage et il comprend un plateau d'entraînement 6 fixé à l'extrémité d'un vilebrequin 5 d'un moteur à combustion interne, une pièce d'entraînement annulaire 8 fixée au plateau d'entraînement 6, une bobine d'aimantation 7 logée dans la pièce d'entraînement 8, et une pièce entraînée qui est fixée par un accouplement à cannelures sur un arbre primaire 9 de la boîte de vitesses 2, et qui est séparée de la pièce d'entraînement 8 par un espace 11. Une poudre d'une matière magnétique est placée dans une chambre de poudre 12 de façon que la poudre puisse emplir l'espace 110 Un capot 13 est fixé sur la pièce d'entraînement 8. Le capot 13 comporte une partie cylindrique est est coaxiale par rapport à l'arbre primaire 9 et sur laquelle des bagues 14 sont montées de façon fixe. Les bagues 14 sont connectées à la pièce d'entraînement 8 par un conducteur X. Des balais 16 appliqués contre les bagues 14 sont supportés dans un porte-balais 17 et sont connectés par un conducteur Y à des moyens de commande

décrits ci-après.

Dans une telle structure, le plateau d'entratnemen

et la pièce d'entraînement 8 tournent ensemble avec le vileb.

5 et la poudre magnétique enfermée hermétiquement dans la chambre de poudre 12 est entraînée vers la surface intérieur de la pièce d'entraînement 8 par la force centrifuge. Si la bobine d'aimantation 7 est excitée par le courant appliqué par l'intermédiaire du conducteur Y, des balais 16, des bagu 14 et du conducteur X, la pièce d'entraînement 8 est aimanté de façon à produire un flux magnétique qui traverse la pièce entraînée 10, de la manière indiquée par les flèches sur la figure 1. Ainsi, le flux magnétique agglomère la poudre dans l'espace 11, ce qui fait que l'énergie du moteur est transmi

par l'embrayage à l'arbre primaire 9.

Dans la boîte de vitesses 2, les pignons d'entraîne 18 à 21, qui correspondent aux vitesses allant de la première à la quatrième, sont réalisés d'une seule pièce sur l'arbre primaire 9. Les pignons d'entraînement 18 à 21 engrènent respectivement avec les pignons entraînés 23 à 26. Les pignoi entraînés 23 à 26 sont montés à rotation sur l'arbre secondaire 22 qui est parallèle à l'arbre primaire 9. Chacun des pignons entraînés 23 et 24 peut être accouplé à l'arbre secondaire 22 par la manoeuvre d'un mécanisme synchronisateui 27, et chacun des pignons entraînés 25 et 26 est accouplé à l'arbre secondaire 22 par un mécanisme synchroniseur 28, de la manière classique0 I1 existe en outre un pignon de marche arrière 29. Ainsi, en manoeuvrant le levier de changen de vitesses (non représenté) de la boîte de vitesses, on peut accoupler le pignon entraîné 23 à l'arbre secondaire 22 par le mécanisme synchroniseur 27, et on obtient la première vitesse sur l'arbre secondaire 22 du fait que la vitesse de rotation de l'arbre secondaire 9 est fortement réduite. On peut obtenir de façon similaire les deuxième, troisième et

quatrième vitesses ou rapports de transmission.

Il existe en outre à une extrémité de l'arbre secondaire 22 un pignon de sortie 30 qui engrène avec une couronne dentée 32 d'un différentiel 31 du dispositif réducte

-4@--'

6 2492023

final 3D L'énergie présente sur l'arbre secondaire 22 de la boîte de vitesses 2 est transmise directement de la couronne dentée 32 aux pignons 36 par l'intermédiaire d'une coquille de différentiel 33, d'un croisillon 34 et de pignons 35, après quoi l'énergie est transmise aux roues motrices par les arbres

de roue 37.

Dans le circuit de cormande de la figure 3, les signaux d'entrée consistent en un signal de changement de vitesses a qui est produit au cours de la manoeuvre du levier de changement de vitesses, en un signal d'accélération b qui est produit lorsque la dépression dans la tubulure d'admission diminue,

et en un signal de vitesse du véhicule e qui est généré-

lorsque la vitesse du véhicule dépasse une valeur prédéterminée.

Un signal de commande d'embrayage est élaboré à partir de ces signaux a, b, c. Le signal de changement de vitesses a est appliqué par un inverseur 40 à la base d'un transistor 41 dont l'émetteur est connecté à la masse et dont le collecteur est connecté à un circuit de charge 44 consistant en une résistance 42 et un condensateur 43. Le signal d'accélération b est appliqué par un inverseur 45 à un circuit de tension de référence 49 constitué par des résistances 46, 47, 48. Les signaux de sortie du circuit de charge 44 et du circuit de tension de référence 49 sont appliqués aux entrées d'un comparateur 50. La sortie du comparateur 50 est connectée à une porte ET 51 et à une porte NON-ET 52. L'autre entrée de la porte ET 51 reçoit le signal de vitesse du véhicule, c. L'autre entrée de la porte NON-ET 52 reçoit le signal de sortie d'un circuit oscillateur 53 qui comprend des inverseurs, des résistances, etc. Les sorties de la porte ET 51 et de la porte NON-ET 52 sont connectées à une porte NON-ET 54 dont la sortie est connectée à une porte ET 55, L'autre entrée de la porte ET 55 reçoit le signal de changement de vitesses a, et la sortie de la porte ET 155 est connectée à la base d'un transistor 56. L'émetteur du transistor 56 est connecté à la masse et son collecteur est connecté à une extrémité de la bobine 7. En outre, les deux extrémités de la bobine 7 sont connectées à un circuit de protection 57 qui comprend

une diode et une résistance.

La figure 4 montre un exemple de dispositif de détection d'accélération employant un contact à dépression 73 monté dans une tubulure d'admission 72 d'un moteur 71. Le contact à dépression 73 est actionné par la dépression du mélange air-carburant que fournit un carburateur 700 La référence 74 désigne un tuyau d'échappement du moteur 71. La figure 5 montre l'intérieur du contact à dépression 73. Le contact 73 comporte un corps cylindrique creux 75 qui est divisé hermétiquement par une membrane 76 en une chambre de dépression 77 et en une chambre de contact 78. La chambre de dépression 77 communique avec la tubulure d'admission 72

et la chambre de contact 78 communique avec l'atmosphère.

En outre, la chambre de dépression 77 comporte un ressort hélicoïdal 79 qui agit sur un organe de manoeuvre 80 fixé à la membrane 76, et la chambre de contact 78 comporte un

microcontact 81 qui est actionné par la membrane 76.

Lorsque la dépression dans la tubulure d'admission 72 est faible (lorsque la pédale d'accélérateur est enfoncée), la différence entre les pressions dans la chambre de dépression 77 et dans la chambre de contact 78 est faible. Par conséquent, le ressort hélicoïdal 79 actionne l'organe de manoeuvre 80 de façon à pousser le microcontact 81 et à l'actionner. Lorsque la dépression est élevée (lorsque la pédale d'accélérateur est relâchée), la différence de pression est élevée, ce qui fait que la membrane 76 est déformée contre l'action du ressort hélicoïdal 79, ce qui ouvre le micronontact 81. L'état du microcontact 81 représente ainsi l'accélération. Le signal de sortie du microcontact 81 est appliqué à l'entrée b sur

la figure 3.

On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif en se référant au diagramme séquentiel de la figure 6. Le signal de changement de vitesses a est au niveau bas lorsque le levier de changement de vitesses est actionné le signal d'accélération b ne passe au niveau haut sous l'effet de la manoeuvre du microcontact 81 que lorsque la dépression dans la tubulure d'admission est faible; et le signal de vitesse du véhicule c n'est au niveau haut que lorsque la vitesse du véhicule dépasse une vitesse prédéterminée, par exemple 15 km/h0 Changement de vitesses à une vitesse supérieure à la vitesse prédéterminée du véhicule, avec appui sur la pédale d'accélérateur et ur.edépression faible. Le signal de changement de vitesses a passe du niveau haut au niveau bas et il est inversé par l'inverseur 40 pour donner un niveau haut qui débloque le transistor 41. Par conséquent, le condensateur 43 -du circuit de charge 44 se décharge et le signal de sortie du circuit de charge 44 est réduit au niveau zéro et il est appliqué au comparateur 500 Le signal d'accélération Y, qui est au niveau haut, est inversé par ltinverseur 45 pour donner un niveau bas qui est appliqué à la résistance 46 de façon à réduire la tension aux bornes de la résistance 48. Le signal réduit b' devient une tension de référence pour le comparateur 50. Le comparateur 50 compare les signaux b' et dt et il produit un signal e de niveau haut lorsque le signal b' est supérieur au signal do Lorsque le signal e ayant un niveau haut est appliqué à la porte ET 51, cette dernière produit un signal au niveau haut g, du fait que le signal de vitesse du véhicule, c, est au niveau haut. La porte NON-ET 52 reçoit le signal de niveau haut e qui provient du comparateur 50 et des impulsions f qui proviennent du circuit oscillateur 53, ce qui fait qu'elle produit des impulsions i qui sont inversées par rapport aux impulsions f. Par conséquent, ce n'est que lorsque les signaux g et i sont au niveau haut que la porte NON-ET 54 produit un signal de niveau bas j qui est appliqué à la porte ET 550 A ce moment, tant que l'autre entrée de la porte ET 55 reçoit un signal de changement de vitesse a au niveau bas, le niveau de la sortie de la porte ET 55 est le niveau bas et le transistor 56 est bloquée Après l'achèvement de l'opération de changement de vitesses, le signal de changement de vitesses a passe du niveau bas au niveau haut, ce qui fait que la porte ET 55 génère des signaux k au niveau haut qui correspondent aux parties de niveau haut du signal j, pour débloquer et bloquer ainsi le transistor 560 Il circule ainsi dans la bobine 57 un courant correspondant à un signal carré0 Par conséquent, un courant d'embrayage inférieur au courant nominal passe dans la bobine 7, ce qui produit un accouplement partiel de l'embrayage. Ainsi, l'embrayage à poudre électromagnétique t transmet l'énergie du moteur en patinant, Lorsque le signal de changement de vitesses a passe du niveau bas au niveau haut, le signal de sortie de l'inverseur 40 bloque le transistor 41, si bien que le condensateur 43 se charge par la résistance 42. Par conséquent, le signal d qui provient du circuit de charge 44 augmente avec une allure parabolique. Lorsque la tension du signal d dépasse le signal bt provenant du circuit de tension de référence 49, le signal de sortie e du comparateur passe à un niveau bas, comme il est indiqué en m sur la figure 6. Ainsi, le signal de sortie g de la porte ET 51 passe au niveau bas; le signal de sortie j de la porte NON-ET 54 passe au niveau haut et la porte ET 55, qui reçoit le signal de changement de vitesses a au niveau haut, produit un signal de sortie au niveau haut de façon à débloquer le transistor 56 et à faire circuler le courant nominal dans la bobine 7, entrainant ainsi un accouplement complet de l'embrayage à poudre électromagnétique 1o Changement de vitesses à une vitesse supérieure à la vitesse prédéterminée. sans appui sur la pédale d'accélérateur et avec

dépession élevée.

Du fait que le signal d'accélérateur b est au niveau bas lorsqu'on n'appuie pas sur la pédale d'accélérateur et qu'un signal au niveau haut provenant de l'inverseur 45 est appliqué à la résistance 46, le circuit de tension de référence 49 applique au comparateur 50, en tant que tension de référence, un signal b" qui est plus élevé que le signal b' qui est produit lorsque la pédale d'accélérateur est enfoncée. Ainsi, lorsque le signal de changement de vitesses a passe du niveau bas au niveau haut et lorsque la tension du signal de sortie d du circuit de charge 44 s'élève progressivement, le passage du signal de sortie e du comparateur 50 du niveau haut au niveau bas se produit à un point n auquel les deux signaux b' et d ont le même niveau. Dans ce cas, le point n apparait après le point m auquel les niveaux des signaux d et b' coïncident, pendant l'appui sur la pédale d'accélérateur. Ainsi, la durée du signal e au niveau hait est allongée. Par conséquent, l'intervalle entre l'achèvement d'une opération de changement de vitesses et la chute du signal de sortie e est allongé. Pendant cet intervalle, la porte ET 55 génère des impulsions pour allonger la durée d'accouplement partiel de l'embrayage. Les variations des signaux de sortie du comparateur 50 sont indiquées par les

lignes en pointillés g, i, j, k,Ic, sur la figure 6.

Le dispositif de l'invention décrit ci-dessus permet de faire varier la durée de la condition d'accouplement partiel de l'embrayage en fonction des conditions d'accélération du véhicule pendant l'opération de changement de vitesses, de façon à réduire considérablement le choc qui est produit par

l'accouplement de l'embrayage.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté,

sans sortir du cadre de l'invention.

il

Claims (3)

1. REVENDICATIONS

   Dispositif de commande d'un embrayage électromagnétique (1) d'un moteur à combustion interne monté sur un véhicule, cet embrayage comportant une pièce d'entraînement (8) fixée sur un vilebrequin du moteur à combustion interne, une bobine d'aimantation (7) logée dans la pièce d'entraînement, une pièce entraînée (10) adjacente à la pièce d'entraînement, et étant associé à une boîte de vitesses (2) fixée à la pièce entraînée et comportant des engrenages à rapports multiples, et à un levier de changement de vitesses destiné à manoeuvrer la boîte de vitesses; caractérisé en ce qutil comprend: un premier élément de détection qui réagit à la manoeuvre du levier de changement de vitesses en produisant un signal de sortie de changement de vitesses (a); un second élément de détection (73) qui réagit à la dépression dans-la tubulure d'admission du moteur à combustion interne en produisant des signaux de sortie (b); un premier circuit de commande (40, 41, 44, 45, 49, 50) qui réagit aux signaux de sortie du premier élément de détection et du second élément de détection en produisant un signal de sortie pendant une durée qui est déterminée par le signal de sortie du second élément de détection; un premier circuit de portes (51, 54, 55) qui réagit au signal de sortie du premier circuit de commande en produisant un signal de sortie (k); et un élément de commutation (56) qui réagit au signal de sortie du premier circuit de portes en faisant circuler

   le courant dans la bobine d'aimantation.
2. 2. Dispositif de commande d'un embrayage électromagnétique d'un moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit oscillateur (53) destiné à générer un courant alternatif et un second circuit de portes (52) qui réagit au courant alternatif du circuit oscillateur en commandant le premier circuit de portes et en diminuant le courant qui

   traverse la bobine d'aimantation.
3. 3. Dispositif de commande d'un embrayage électromagnétique d'un moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier circuit de commande comprend un circuit de charge (44), un circuit de tension de référence (49), et un comparateur (50) destiné à comparer les signaux de sortie du circuit de charge et du circuit de tension de référence, pour produire un signal de sortie (e) pendant une durée qui est déterminée par le niveau (bl, b") du signal de sortie du circuit de tension de référence. 4e Dispositif de commande d'un embrayage électromagnétique d'un moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier circuit de portes (51, 54, 55) est conçu de façon à être actionné lorsque la vitesse du

   véhicule dépasse une vitesse prédéterminée.