FR2831925A1 - Systeme automatique de demarrage et d'arret de moteur - Google Patents

Systeme automatique de demarrage et d'arret de moteur Download PDF

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Abstract

Un système d'arrêt et de démarrage automatiques de moteur (1) comprend un démarreur (2) et un contrôleur (3) pour l'arrêt et le démarrage automatiques d'un moteur. Le démarreur comporte un moteur (4), un arbre d'entraînement (6) entraîné par le moteur (4), un arbre de sortie (8) relié en permanence à un vilebrequin (7) du moteur, un embrayage (9) qui interrompt provisoirement la transmission de puissance entre l'arbre d'entraînement (6) et l'arbre de sortie (8) et similaires. Le contrôleur (3) fait démarrer le moteur en actionnant le démarreur (2). Après cela, l'embrayage (9) interrompt la transmission de la puissance et ensuite le contrôleur (3) suspend l'alimentation en courant du moteur (4) en mettant hors circuit l'interrupteur à relais (10). Ainsi, les dommages qui sont générés lorsque l'alimentation en courant du moteur (4) est coupée et qu'elle est appliquée à un contact de l'interrupteur à relais (10) sont réduits, parce que le courant atteint une intensité minimale au moment où on le coupe.

Description

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SYSTEME AUTOMATIQUE DE DEMARRAGE ET D'ARRET DE MOTEUR
La présente invention se rapporte à un système automatique de démarrage et d'arrêt de moteur qui arrête et fait démarrer automatiquement un moteur.
De manière classique, un système automatique de démarrage et d'arrêt de moteur, un système de marche économique, arrête automatiquement un moteur d'un véhicule lorsque le véhicule s'arrête à une intersection ou qu'il est dans un embouteillage et que le moteur tourne au ralenti. Le système de marche économique est un système tel qu'il arrête automatiquement le moteur lorsque le véhicule n'est pas en mouvement, afin de réduire la consommation de carburant et de protéger l'ambiance environnante contre les émissions du moteur. Après avoir arrêté le moteur, le système de marche économique fait démarrer automatiquement le moteur lorsque certaines conditions prédéterminées pour faire démarrer le moteur sont satisfaites.
Toutefois, le nombre de démarrages du moteur du véhicule comportant le système de marche économique augmente dans une large mesure. Par conséquent, si on fait démarrer le moteur avec un démarreur du type à pignon plongeur communément utilisé, des bruits de percussion se produisent lorsqu'un pignon d'attaque et une couronne de moteur viennent en prise l'un avec l'autre.
Afin de réduire le bruit, on propose que l'arbre de sortie du démarreur et un vilebrequin du moteur soient reliés de façon permanente par des poulies et une courroie et qu'un embrayage centrifuge interrompe de façon intermittente la transmission de puissance à partir du démarreur jusqu'à l'arbre de sortie, par exemple.
Toutefois, dans le système de marche économique, l'alimentation en courant délivrée à un moteur de démarreur est commandée automatiquement par une ECU (unité de commande électronique), et non manuellement. Par
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conséquent, l'alimentation en courant du moteur de démarreur est interrompue automatiquement lorsque le nombre de rotations du moteur atteint un nombre de rotations prédéterminé, que l'on nommera ci-après un nombre de rotations déterminant l'interruption du courant Ns, une fois que la combustion complète s'est produite dans le moteur.
Si un nombre de rotations de désaccouplement Nd, que l'on définit comme un nombre de rotations du moteur au moment où l'embrayage centrifuge interrompt la transmission de la puissance, est établi au-dessus du nombre de rotations Ns, l'alimentation en courant du moteur de démarreur est suspendue alors que l'embrayage centrifuge est gardé accouplé. Par conséquent, un interrupteur à relais installé dans un circuit afin de délivrer le courant au moteur du démarreur interrompt un courant de forte intensité. Si la coupure d'un courant de forte intensité se répète fréquemment, un contact du relais s'usera de façon significative du fait de l'énergie de l'arc qui est généré lorsqu'on coupe un courant de forte intensité. Il en résulte que le contact atteint sa durée de vie avant que le véhicule atteigne sa durée de vie.
Un but de la présente invention est par conséquent de proposer un système d'arrêt et de démarrage automatiques de moteur qui prolonge la durée de vie d'un contact d'un interrupteur à relais en réduisant l'intensité du courant qui est coupé par l'interrupteur à relais.
Un système d'arrêt et de démarrage automatiques de moteur selon un mode de réalisation de la présente invention comprend un démarreur qui inclut un embrayage centrifuge et un contrôleur qui commande l'arrêt et le démarrage automatiques d'un moteur. Le contrôleur fait démarrer automatiquement le moteur en actionnant le démarreur. Ensuite, le contrôleur interrompt l'alimentation
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en courant du moteur en mettant hors circuit un interrupteur à relais installé dans un circuit d'alimentation en courant du moteur après que l'embrayage centrifuge a interrompu une transmission de puissance.
Dans la construction, l'alimentation en courant du moteur est interrompue après que l'embrayage centrifuge a débrayé et que la transmission de puissance entre un arbre d'entraînement et un arbre de sortie est interrompue. Par conséquent, le courant circulant à travers le circuit d'alimentation en courant atteint une valeur de courant minimale, une valeur de courant à vide, au moment où l'interrupteur à relais est mis hors circuit. Ainsi, on réduit les dommages causés au contact de l'interrupteur à relais du fait de la coupure du courant par l'interrupteur à relais. Il en résulte que l'on réduit l'usure du contact et que la durée de vie du contact est prolongée. On appellera ci-après courant de coupure le courant coupé par l'interrupteur à relais.
Les buts, particularités et avantages ci-dessus de la présente invention et d'autres deviendront plus apparents à partir de la description détaillée suivante, prise en liaison avec les dessins annexés. Sur les dessins :
La figure 1 est un diagramme simplifié représentant un système d'arrêt et de démarrage automatiques d'un moteur selon un mode de réalisation de la présente invention ;
La figure 2 est une vue simplifiée représentant un embrayage centrifuge du système d'arrêt et de démarrage automatiques de moteur selon le mode de réalisation de la présente invention ;
La figure 3 est un organigramme représentant le processus de commande du système d'arrêt et de démarrage automatiques de moteur selon le mode de réalisation de la présente invention ; et
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La figure 4 est un chronogramme représentant les états de fonctionnement du système d'arrêt et de démarrage automatiques de moteur selon le mode de réalisation de la présente invention.
En se référant à la figure 1, elle représente un système d'arrêt et de démarrage automatiques de moteur 1 appliqué à un système de marche économique. Le système de marche économique arrête automatiquement un moteur lorsqu'un véhicule s'arrête à une intersection ou dans un embouteillage et que le moteur tourne au ralenti. Après cela, le système de marche économique fait démarrer automatiquement le moteur lorsque certaines conditions prédéterminées pour faire démarrer le moteur sont satisfaites. Le système 1 comprend un démarreur 2 pour faire démarrer le moteur et il est commandé automatiquement par une ECU 3.
Le démarreur 2 comprend un moteur 4 qui génère une force de rotation pour faire démarrer le moteur, un dispositif de réduction 5 qui réduit la rotation du moteur 4 et augmente le couple, un arbre d'entraînement 6 qui reçoit la force de rotation du moteur 4 par l'intermédiaire du dispositif de réduction 5, un arbre de sortie 8 qui est relié en permanence à un vilebrequin 7 du moteur, un embrayage centrifuge 9 qui interrompt provisoirement la transmission de puissance entre l'arbre d'entraînement 6 et l'arbre de sortie 8 et similaires.
Le moteur 4 est un moteur à courant continu connu. En variante, on peut appliquer un moteur à courant alternatif comme moteur 4. Lorsqu'un interrupteur à relais 10 installé dans un circuit d'alimentation en courant du moteur 4 est mis en circuit, une batterie 11 délivre le courant au moteur 4 et la force de rotation est générée dans un induit logé dans le moteur 4.
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Le dispositif de réduction 5 est du type à planétaires, par exemple. Lorsque l'induit tourne, une pluralité de pignons planétaires tourne autour d'un pignon solaire installé sur un arbre d'induit, tout en tournant respectivement. La rotation des pignons planétaires est délivrée en tant que force de rotation.
L'arbre d'entraînement 6 est installé coaxial avec l'arbre d'induit du moteur 4 par l'intermédiaire du dispositif de réduction 5 et il est mis en rotation par la rotation délivrée par le dispositif de réduction 5.
L'arbre de sortie 8 est maintenu en rotation par un logement du démarreur 2 par l'intermédiaire d'un roulement.
Une poulie 12 est ajustée sur une première extrémité de l'arbre de sortie 8. La poulie 12 est reliée à une poulie de vilebrequin 13 montée sur le vilebrequin 7 du moteur par une courroie 14.
Comme cela est représenté sur la figure 2, l'embrayage centrifuge 9 est un embrayage unidirectionnel qui comprend une bague interne 15, une bague externe 16, des galets 17, une cage 18, un ressort jarretière 19 et similaires.
L'embrayage centrifuge 9 est capable de transmettre la puissance dans un seul sens à partir de l'arbre d'entraînement 6 à l'arbre de sortie 8. La bague interne 15 est montée sur une extrémité de l'arbre d'entraînement 6 et tourne avec l'arbre d'entraînement 6. La bague externe 16 est disposée de façon que la surface périphérique interne de la bague externe 16 soit disposée radialement face à la surface périphérique externe de la bague interne. La bague externe 16 est reliée à la deuxième extrémité de l'arbre de sortie 8.
Le galet 17 est un corps plat dont la surface plate est formée selon une forme générale de cocon, comme cela est représenté sur la figure 2. La pluralité de galets 17
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est disposée sur une circonférence entre la bague interne 15 et la bague externe 16, maintenue respectivement par la cage 18. La cage 18 maintient les galets 17 de façon que les galets 17 changent peu de position, c'est-à-dire que les galets 17 puissent se déplacer à l'intérieur d'une zone prédéterminée. Le ressort jarretière 19 est en forme d'anneau et il est inséré dans des gorges formées sur les galets 17. Le ressort jarretière 19 sollicite les galets 17 vers la bague interne 15.
Lorsque la force de rotation du moteur 4 est transmise à la bague interne 15 par l'intermédiaire du dispositif de réduction 5 et que la bague interne 15 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre sur la figure 2, le galet 17 en contact avec un point ss sur la périphérie externe de la bague interne 15 est appliqué avec un couple orienté dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Par conséquent, le galet 17 se déplace dans le sens inverse des aiguilles d'une montre à l'intérieur d'une zone prédéterminée autour du point a où le galet 17 et la bague externe 16 sont en contact. Ainsi, le galet 17 se redresse et la pression de contact entre les galets 17, la bague interne 15 et la bague externe 16 augmente jusqu'au point où la bague interne 15 et la bague externe 16 sont reliées par l'intermédiaire des galets 17.
Il en résulte que la rotation de la bague interne 15 est transmise à la bague externe 16 et que l'arbre d'entraînement 8 tourne. A ce moment, les nombres de rotations de la bague interne 15 et de la bague externe 16 sont les mêmes. Après cela, si la combustion complète a lieu dans le moteur et que le moteur commence à fonctionner avec sa propre puissance, le nombre de rotations de la bague externe 16 dépasse celui de la bague interne 15 et la bague externe 16 tourne dans le sens des aiguilles d'une
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montre par rapport à la bague interne 15. Par conséquent, le galet 17 se déplace dans le sens des aiguilles d'une montre autour du point a et s'incline. Par conséquent, la pression de contact entre les galets 17, la bague interne 15 et la bague externe 16 diminue. Ainsi, la bague interne 15 et la bague externe 16 sont désaccouplées. Il en résulte que la transmission du couple entre la bague interne 15 et la bague externe 16 est interrompue.
Après cela, si le moteur tourne plus vite, une force centrifuge agit sur le centroïde G du galet 17. La force centrifuge sollicite le galet 17 pour le faire déplacer dans le sens des aiguilles d'une montre autour du point a, parce que le centroïde G est décalé vers l'arrière (vers la gauche sur la figure 2) à partir de la ligne passant par le point a et le centre axial. Par conséquent, les galets 17 s'inclinent davantage et se séparent de la surface périphérique externe de la bague interne 15 et le contact entre les galets 17 et la bague interne 15 est complètement éliminé. On appelle le nombre de rotations du moteur au moment où le contact entre les galets 17 et la bague interne 15 est complètement éliminé le nombre de rotations de désaccouplement Nd.
Le nombre de rotations Nd est établi supérieur à un nombre de rotations déterminant la combustion complète Ne et il est établi inférieur à un nombre de rotations au ralenti Ni du moteur. Le nombre de rotations déterminant la combustion complète Ne est un nombre de rotations du moteur établi pour déterminer que la combustion complète se produit dans le moteur. Lorsque le nombre de rotations du moteur est supérieur à Ne, on détermine que la combustion complète se produit dans le moteur et que le moteur fonctionne avec sa propre puissance. Le nombre de rotations au ralenti Ni est un nombre de rotations du moteur défini
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comme un nombre de rotations au-dessus duquel le moteur est capable de tourner au ralenti.
L'ECU 3 commande l'arrêt et le démarrage automatiques du moteur d'une manière connue. Spécifiquement, l'ECU 3 arrête automatiquement le moteur lorsque les conditions d'arrêt prédéterminées pour arrêter le moteur sont satisfaites, par exemple lorsque la vitesse du véhicule est de 0 km/h ou qu'on enfonce une pédale de frein. Après cela, l'ECU 3 fait démarrer automatiquement le moteur lorsque les conditions de démarrage prédéterminées pour faire démarrer le moteur sont satisfaites, par exemple lorsqu'on enfonce un accélérateur ou qu'on actionne un rapport de la transmission.
L'ECU 3 mémorise à l'intérieur un nombre de rotations déterminant l'interruption momentanée du courant Ns du moteur. On utilise le nombre de rotations Ns comme critère pour déterminer le moment de l'interruption momentanée de l'alimentation en courant du moteur 4. Le nombre de rotations Ns est établi supérieur au nombre de rotations Nd.
L'ECU 3 comprend un circuit d'entrée du nombre de rotations 3a, un circuit de détermination de la combustion complète 3b, un circuit de détermination de désaccouplement 3c, un circuit de détermination de l'interruption du courant 3d, un circuit de sortie 3e, un circuit de détermination du démarrage automatique 3f et similaires, comme cela est représenté sur la figure 1.
Le circuit d'entrée du nombre de rotations 3a reçoit le nombre de rotations Neng du moteur, détecté par un capteur de nombre de rotations 20. Le circuit de détermination de la combustion complète 3b compare le nombre de rotations entré Neng du moteur à Ne. Le circuit de sortie de détermination de désaccouplement 3c compare le nombre de rotations entré Neng du moteur à Nd. Le circuit de
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détermination de l'interruption du courant 3d compare le nombre de rotations entré Neng du moteur à Ns. Le circuit de sortie 3e délivre à l'interrupteur à relais 10 des signaux de commande, tels qu'un signal pour délivrer le courant ou qu'un signal pour interrompre l'alimentation en courant. Le circuit de détermination du démarrage automatique 3f détermine si les conditions de démarrage sont satisfaites.
On explique ci-dessous un processus de commande de l'ECU 3 à partir du démarrage automatique du moteur jusqu'à l'interruption de l'alimentation en courant du moteur 4 sur la base des figures 3 et 4. Une partie (a) de la figure 4 représente le nombre de rotations Neng du moteur qui change dans le temps. Une partie (b) de la figure 4 représente le nombre de rotations Nul,, de l'embrayage centrifuge 9 qui change dans le temps. Une partie (c) de la figure 4 représente le courant Ista délivré au moteur 4 qui change dans le temps.
L'ECU 3 peut être programmée pour effectuer les étapes suivantes.
Etape 101 : l'ECU 3 détermine si les conditions de démarrage sont satisfaites. Si le résultat de la détermination est"OUI", le processus continue à l'étape 102.
Etape 102 : l'ECU met sous tension l'interrupteur 10 et le moteur 4 est alimenté en courant. Après cela, le processus continue à l'étape 103.
Etape 103 : l'ECU 3 détermine si le nombre de rotations Neng du moteur est supérieur au nombre Ne représenté dans la partie (a) de la figure 4. Si le résultat de la détermination est"OUI", on détermine que la combustion complète a lieu dans le moteur et le processus continue à l'étape 104.
Etape 104 : l'ECU 3 détermine si le nombre de
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rotations Neng du moteur est supérieur au nombre Nd représenté dans la partie (b) de la figure 4. Si le résultat de la détermination est"OUI", on détermine que l'embrayage centrifuge 9 est désaccouplé et le processus continue à l'étape 105. A cet instant, puisque le nombre de rotations de l'embrayage centrifuge 9, le nombre de rotations de la bague interne 15, a augmenté, l'état accouplé entre la bague interne 15 et la bague externe 16 est supprimé. Par conséquent, le nombre de rotations de l'embrayage centrifuge 9 diminue jusqu'à un nombre de rotations réduit de l'arbre d'entraînement 6, comme cela est représenté dans la partie (b) de la figure 4.
Etape 105 : l'ECU 3 détermine si le nombre de rotations Neng du moteur est supérieur au nombre Ns représenté dans la partie (a) de la figure 4. Si le résultat de la détermination est"OUI", le processus continue à l'étape 106.
Etape 106 : l'ECU 3 met hors circuit l'interrupteur à relais 10 pour interrompre l'alimentation en courant du moteur 4.
Dans le système d'arrêt et de démarrage automatiques de moteur 1, l'alimentation en courant du moteur 4 est interrompue après que l'embrayage centrifuge 9 ait été désaccouplé. Par conséquent, le courant qui circule à travers le circuit d'alimentation en courant atteint une intensité minimale, une intensité à vide, au moment où le nombre de rotations Neng du moteur augmente jusqu'à N, et où l'interrupteur à relais 10 est mis hors circuit comme cela est représenté dans la partie (c) de la figure 4. Par conséquent, on réduit les dommages causés au contact du relais du fait du courant de coupure. Il en résulte que l'usure du contact est retardée et que la durée de vie du contact est prolongée.
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Dans la partie (c) de la figure 4, Il représente une valeur d'un courant de coupure procuré par un système d'arrêt et de démarrage automatiques classique qui met un interrupteur à relais hors tension pendant qu'un embrayage est accouplé. Une valeur de mesure réelle de Il est d'environ 180 A. Par ailleurs, 12 représente une valeur d'un courant de coupure procuré par le système 1 selon le mode de réalisation. Une valeur de mesure réelle de 12 dans ce mode de réalisation est d'environ 130 A. Ainsi, le système 1 réduit de 28 % le courant de coupure, de 180 A à 130 A, et améliore la durée de vie du contact du relais de 20 à 25 %, par comparaison avec le système classique.
(Modification)
Dans le mode de réalisation ci-dessus, on explique un système de transmission de puissance par courroie de transmission. En variante, on peut aussi utiliser à la place de la courroie une chaîne, une courroie crantée et similaires. De plus, on peut aussi appliquer certaines constructions autres qu'un système transmettant la puissance par l'intermédiaire d'une courroie et similaires.
On peut aussi appliquer des constructions autres qu'un système de transmission qui utilise une courroie et similaires, dans lesquelles l'arbre de sortie 8 et le vilebrequin 7 sont reliés en permanence par engrènement de pignons et similaires.
On ne doit pas limiter la présente invention aux modes de réalisation décrits, mais on peut la mettre en oeuvre de nombreuses autres façons sans sortir de l'esprit de l'invention.

Claims (4)

  1. REVENDICATIONS 1. Système d'arrêt et de démarrage automatiques d'un moteur (1) comprenant : un démarreur (2) comprenant un moteur (4), qui comporte un circuit d'alimentation en courant et un interrupteur à relais (10) et qui génère une force de rotation, un arbre d'entraînement (6) entraîné par le moteur (4), un arbre de sortie (8) qui est relié en permanence à un vilebrequin (7) d'un moteur, un embrayage (9) qui interrompt la transmission de puissance entre l'arbre d'entraînement (6) et l'arbre de sortie (8) ; et un contrôleur (3) qui commande l'arrêt et le démarrage automatiques du moteur, le contrôleur (3) faisant démarrer automatiquement le moteur en actionnant le démarreur (2), caractérisé en ce que le contrôleur (3) interrompt l'alimentation en courant du moteur (4) en mettant hors circuit l'interrupteur à relais (10) après que l'embrayage a interrompu la transmission de puissance.
  2. 2. Système d'arrêt et de démarrage automatiques d'un moteur (1) selon la revendication 1, caractérisé de plus en ce que l'embrayage (9) interrompt la transmission de puissance à un nombre de rotations de désaccouplement (Nd) du moteur, le nombre de rotations (Nd) étant supérieur à un
    Figure img00120001
    nombre de rotations (N. nombre de rotations (Ne) de combustion complète du moteur et inférieur à un nombre de rotations au ralenti (Ni).
  3. 3. Système d'arrêt et de démarrage automatiques d'un moteur (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé de plus en ce que le contrôleur (3) mémorise un nombre de rotations de détermination de l'interruption du courant défini comme un nombre de rotations (Ns) du moteur au-dessus
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    duquel l'alimentation en courant du moteur (4) est interrompue et le nombre de rotations de détermination de l'interruption du courant est établi supérieur au nombre de rotations de désaccouplement (Nd).
  4. 4. Système d'arrêt et de démarrage automatiques de moteur (1) selon la revendication 1, caractérisé de plus en ce que l'embrayage (9) est un embrayage unidirectionnel centrifuge qui comprend une bague interne (15), une bague externe (16) radialement en face de la bague interne (15), des galets (17) installés entre la bague interne (15) et la bague externe (16), une cage (18) qui maintient les galets (17) de façon que les galets (17) puissent se déplacer dans des zones prédéterminées et un ressort jarretière (19) qui presse les galets (17) pour les mettre en contact avec la bague interne (15) et qui sollicite les galets (17) dans un sens destiné à effectuer la transmission de puissance.
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