FR2886688A1 - Heat engine starting system for motor vehicle, has screw-nut mechanism and control unit for, respectively, displacing and controlling directional rotation of starter to displace pinion between coupling/uncoupling positions of toothed crown - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un système de lancement d'un moteurThe present invention relates to a system for launching an engine
thermique d'un véhicule automobile. of a motor vehicle.
Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un tel système de lancement qui comporte un démarreur comportant un stator et un rotor associé à un pignon de lancement ou lanceur, adapté pour être accouplé/désaccouplé d'une couronne dentée associée à un vilebrequin du moteur thermique, selon que le démarreur est activé/désactivé. More particularly, the invention relates to such a launching system which comprises a starter comprising a stator and a rotor associated with a launch gear or launcher adapted to be coupled / uncoupled from a ring gear associated with a crankshaft of the engine. thermal, depending on whether the starter is enabled / disabled.
Dans l'état de la technique, le démarreur se présente en général sous la forme d'un moteur électrique dont le rotor présente un arbre de sortie qui porte le pignon lanceur, celui-ci étant lié en rotation à cet arbre, mais déplaçable axialement sur celui-ci grâce à un levier de commande actionné par un solénoïde associé à un ressort de rappel. In the state of the art, the starter is generally in the form of an electric motor whose rotor has an output shaft which carries the starter pinion, the latter being rotatably connected to this shaft, but axially displaceable. on it thanks to a control lever actuated by a solenoid associated with a return spring.
Lors de l'activation d'un tel système de lancement, le solénoïde provoque alors grâce au levier de commande, un déplacement axial du pignon lanceur, de manière que celui-ci vient s'accoupler à la couronne dentée du volant moteur, afin de lancer le moteur thermique. When activating such a launching system, the solenoid then causes, thanks to the control lever, an axial displacement of the starter pinion, so that it comes to couple with the ring gear of the flywheel, in order to start the engine.
Lors de la coupure du système de lancement, le ressort de rappel associé au solénoïde ramène le pignon lanceur en position de désaccouplement par rapport à ce volant moteur. When cutting the launching system, the return spring associated with the solenoid brings the starter pinion in uncoupling position with respect to this flywheel.
On conçoit cependant qu'une telle structure est relativement encombrante, lourde et nécessite un temps de réglage important lors de sa fabrication. However, it is understood that such a structure is relatively bulky, heavy and requires a significant adjustment time during its manufacture.
De plus, ce système n'est pas monobloc et il est souvent le siège de problèmes d'étanchéité. In addition, this system is not monobloc and is often the seat of sealing problems.
Par ailleurs, lorsque le solénoïde est en panne, il devient impossible de lancer le moteur. Moreover, when the solenoid is down, it becomes impossible to start the engine.
Pour tenter de résoudre un certain nombre des problèmes évoqués précédemment, on a déjà proposé d'utiliser l'attraction électromagnétique du stator pour déplacer certaines pièces d'un tel système de lancement. In an attempt to solve a number of the problems mentioned above, it has already been proposed to use the electromagnetic attraction of the stator to move certain parts of such a launch system.
On pourra par exemple se reporter aux documents FR-2 611 813, EP-0 277 566 et US-4 173 901, pour la description de tels mécanismes. For example, reference may be made to documents FR-2 611 813, EP-0 277 566 and US-4 173 901 for the description of such mechanisms.
On a également proposé d'utiliser des mécanismes à roue libre. On pourra par exemple se reporter au document US-6 834 630 pour la description d'un tel mécanisme. It has also been proposed to use freewheel mechanisms. For example, reference may be made to US-6,834,630 for the description of such a mechanism.
Mais les structures des systèmes de lancement décrits dans ces documents présentent également un certain nombre d'inconvénients, notamment au niveau de leur complexité et du nombre de pièces utilisées. But the structures of launch systems described in these documents also have a number of disadvantages, particularly in terms of their complexity and the number of parts used.
Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. The object of the invention is therefore to solve these problems.
A cet effet, l'invention a pour objet un système de lancement d'un moteur thermique de véhicule automobile, du type comportant un démarreur comportant un stator et un rotor associé à un pignon lanceur, adapté pour être accouplé/désaccouplé d'une couronne dentée associée à un vilebrequin du moteur thermique, selon que le démarreur est activé/désactivé, par déplacement axial sur l'arbre du rotor sous le contrôle de moyens de commande de position, caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent un mécanisme à vis-écrou réversible de déplacement du pignon entre ses positions d'accouplement/désaccouplement, selon le sens de rotation du démarreur, et des moyens de commande du sens de rotation du démarreur, pour déplacer le pignon entre ses positions d'accouplement/ désaccouplement de la couronne dentée. For this purpose, the subject of the invention is a system for launching a motor vehicle engine, of the type comprising a starter comprising a stator and a rotor associated with a starter gear, adapted to be coupled / uncoupled from a crown. toothed gear associated with a crankshaft of the engine, depending on whether the starter is activated / deactivated, by axial displacement on the rotor shaft under the control of position control means, characterized in that the control means comprise a screw mechanism reversible nut for moving the pinion between its coupling / uncoupling positions, according to the direction of rotation of the starter, and means for controlling the direction of rotation of the starter, for moving the pinion between its coupling / uncoupling positions of the toothed crown.
Suivant d'autres caractéristiques de l'invention: - le mécanisme à visécrou est débrayable lorsque le pignon est en position d'accouplement avec la couronne dentée; - le mécanisme à vis-écrou comporte un manchon tubulaire de déplacement axial du pignon, disposé autour de l'arbre du rotor et dont la surface externe comporte une partie en saillie radiale, s'étendant dans une gorge de guidage axiale de la carcasse du démarreur et dont la surface interne comporte une partie en saillie radiale, s'étendant dans une gorge de l'arbre du rotor, comportant une zone hélicoïdale de déplacement du manchon sur l'arbre et une zone circulaire de débrayage du manchon par rapport à l'arbre, en position d'accouplement du pignon et de la couronne dentée; - le pignon lanceur est monté sur un autre manchon tubulaire à travers des moyens à roue libre, cet autre manchon étant lié en rotation à l'arbre de rotor, mais déplaçable axialement sur celui-ci et les manchons comportent des moyens d'accouplement complémentaires en déplacement axial antériorisant une rotation de l'autre manchon; - l'arbre de rotor comporte deux portions liées en rotation, mais télescopiques l'une dans l'autre à l'encontre de la sollicitation de moyens élastiques. According to other features of the invention: - the screw mechanism is disengageable when the pinion is in the coupling position with the ring gear; the screw-nut mechanism comprises a tubular sleeve for axial displacement of the pinion, arranged around the rotor shaft and the external surface of which has a portion projecting radially, extending in an axial guide groove of the carcass of the starter and whose inner surface has a radially projecting portion, extending into a groove of the rotor shaft, having a helical zone of displacement of the sleeve on the shaft and a circular zone of disengagement of the sleeve relative to the shaft, in the coupling position of the pinion and the ring gear; - The starter pinion is mounted on another tubular sleeve through freewheeling means, the other sleeve being rotatably connected to the rotor shaft, but movable axially thereon and the sleeves comprise complementary coupling means in axial displacement anteriorizing a rotation of the other sleeve; - The rotor shaft has two rotatably connected portions, but telescopic in one against the bias of resilient means.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig.1 représente une vue en perspective illustrant les différents organes d'un système de lancement de l'état de la technique; - la Fig.2 représente une vue en coupe d'un tel système de lancement de l'état de la technique; - les Fig.3 et 4 représentent des vues en coupe d'un système de lancement selon l'invention respectivement en position désactivée et en position activée; et - les Fig.5 à 8 illustrent différents détails d'un tel système de lancement. The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 represents a perspective view illustrating the various components of FIG. a launching system of the state of the art; - Fig.2 shows a sectional view of such a launch system of the state of the art; - Figures 3 and 4 show sectional views of a launch system according to the invention respectively in the deactivated position and in the activated position; and FIGS. 5 to 8 illustrate various details of such a launching system.
On a en effet illustré sur la figure 1, une vue en perspective d'un système de lancement d'un moteur thermique de véhicule automobile, de l'état de la technique. In fact, FIG. 1 shows a perspective view of a launching system for a motor vehicle engine, of the state of the art.
Ce système est désigné par la référence générale 1 sur cette figure et comporte par exemple un démarreur qui comprend un moteur électrique désigné par la référence générale 2, comportant un stator désigné par la référence générale 3 et un rotor désigné par la référence générale 4. This system is designated by the general reference 1 in this figure and comprises for example a starter which comprises an electric motor designated by the general reference 2, comprising a stator designated by the general reference 3 and a rotor designated by the general reference 4.
Ce rotor est associé à un arbre de sortie désigné par la référence générale 5, qui porte un pignon lanceur désigné par la référence générale 6, lié en rotation à l'arbre 4, mais déplaçable axialement sur celui-ci par l'intermédiaire d'un levier de commande désigné par la référence générale 7, associé à un solénoïde désigné par la référence générale 8, lui-même associé à un ressort de rappel désigné par la référence générale 9. This rotor is associated with an output shaft designated by the general reference 5, which carries a starter gear designated by the general reference 6, rotatably connected to the shaft 4, but movable axially thereon via a control lever designated by the general reference 7, associated with a solenoid designated by the general reference 8, itself associated with a return spring designated by the general reference 9.
En fait et comme cela est illustré sur la figure 2, un tel système de lancement peut être associé à un moteur thermique désigné par la référence générale 10 sur cette figure 2, dont un vilebrequin 11 est relié à un volant moteur 12. In fact and as illustrated in FIG. 2, such a launching system can be associated with a heat engine designated by the general reference 10 in this FIG. 2, of which a crankshaft 11 is connected to a flywheel 12.
Le système de lancement 1 est alors fixé par exemple sur ce moteur thermique, de manière que le pignon lanceur 6 puisse s'accoupler et se désaccoupler d'une couronne dentée 13 du volant moteur. The launching system 1 is then fixed for example on this engine, so that the starter pinion 6 can mate and disconnect from a ring gear 13 of the flywheel.
Cette couronne dentée peut par exemple être une couronne réalisée séparément du volant moteur puis soudée sur celui-ci. This ring gear can for example be a ring made separately from the flywheel and welded thereto.
Bien entendu, d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés. Of course, other embodiments may be envisaged.
Sur la figure 2, on reconnaît également le démarreur 2 et le solénoïde 8. In FIG. 2, the starter 2 and the solenoid 8 are also recognized.
Dans le système selon l'invention, on simplifie cette structure. In the system according to the invention, this structure is simplified.
En particulier, et dans un système de lancement selon l'invention, il n'est plus nécessaire de prévoir de solénoïde, ni de levier de commande du pignon lanceur. In particular, and in a launch system according to the invention, it is no longer necessary to provide solenoid or control lever of the starter pinion.
Ainsi, et comme cela est illustré sur les figures 3 à 8 et en particulier sur les figures 3 et 4, un système de lancement selon l'invention est représenté et comporte un démarreur désigné par la référence générale 15 comprenant un moteur électrique muni d'un stator 16 et d'un rotor 17. Thus, and as illustrated in FIGS. 3 to 8 and in particular in FIGS. 3 and 4, a launching system according to the invention is shown and comprises a starter designated by the general reference comprising an electric motor provided with a stator 16 and a rotor 17.
Ce rotor est associé à un arbre de sortie désigné par la référence générale 18 dont les extrémités 19 et 20 sont montées dans des paliers de 20 guidage 21 et 22 respectivement de la carcasse 23 du démarreur. This rotor is associated with an output shaft designated by the general reference 18, the ends 19 and 20 of which are mounted in guide bearings 21 and 22 respectively of the carcass 23 of the starter.
L'arbre de rotor porte également un pignon lanceur ou de lancement désigné par la référence générale 24, adapté pour être accouplé/désaccouplé par déplacement axial sur l'arbre de rotor, avec une couronne dentée 25, par exemple du volant moteur et donc associée au vilebrequin de ce moteur thermique. The rotor shaft also carries a launching or launch gear designated by the general reference 24, adapted to be coupled / uncoupled by axial displacement on the rotor shaft, with a ring gear 25, for example the flywheel and therefore associated to the crankshaft of this engine.
En fait, les déplacements du pignon sont contrôlés par des moyens de commande de position à vis-écrou réversible désignés par la référence générale 26 qui seront décrits plus en détail par la suite. In fact, the movements of the pinion are controlled by reversible screw-nut position control means designated by the general reference 26 which will be described in more detail below.
Le pignon lanceur 24 est en fait monté sur un premier manchon tubulaire disposé autour de l'arbre et désigné par la référence générale 27, à travers des moyens à roue libre désignés par la référence générale 28. The starter pinion 24 is in fact mounted on a first tubular sleeve disposed around the shaft and designated by the general reference 27, through freewheeling means designated by the general reference 28.
Ce premier manchon 27 est déplaçable axialement sur l'arbre de rotor 18 mais est lié à celui-ci en rotation par exemple par l'intermédiaire de cannelures complémentaires. This first sleeve 27 is axially displaceable on the rotor shaft 18 but is connected thereto in rotation for example by means of complementary splines.
L'une des extrémités de ce premier manchon comporte des moyens d'accouplement désignés par la référence générale 29, à un deuxième manchon tubulaire entrant dans la constitution des moyens de commande de position du pignon, également disposé autour de l'arbre. One end of this first sleeve comprises coupling means designated by the general reference 29, a second tubular sleeve forming part of the pinion position control means, also arranged around the shaft.
Différents modes de réalisation des moyens d'accouplement 29 des deux manchons peuvent être envisagés. Different embodiments of the coupling means 29 of the two sleeves can be envisaged.
On notera simplement que ces moyens doivent permettre une rotation libre du premier manchon 27 par rapport au second 30. Le premier manchon 27 est en effet lié en rotation à l'arbre de rotor 18, tandis que le second manchon 30 est bloqué en rotation par rapport à l'arbre de rotor 18, mais est déplaçable axialement sur celui-ci pour provoquer un déplacement du premier manchon et donc du pignon lanceur entre ses positions d'accouplement/désaccouplement avec la couronne dentée 25. Note simply that these means must allow free rotation of the first sleeve 27 relative to the second 30. The first sleeve 27 is indeed rotatably connected to the rotor shaft 18, while the second sleeve 30 is locked in rotation by relative to the rotor shaft 18, but is axially displaceable thereon to cause displacement of the first sleeve and thus of the starter pinion between its coupling / uncoupling positions with the ring gear 25.
A cet effet, ce second manchon tubulaire 30 qui est également disposé autour de l'arbre de rotor 18 comporte sur sa surface externe, une partie en saillie radiale désignée par la référence générale 31 sur cette figure, adaptée pour s'engager dans une gorge axiale 32 de la carcasse 23 du démarreur pour guider celui-ci en déplacement. For this purpose, this second tubular sleeve 30 which is also arranged around the rotor shaft 18 has on its outer surface, a radially projecting portion designated by the general reference 31 in this figure, adapted to engage in a groove axial 32 of the carcass 23 of the starter to guide it in motion.
Sur sa surface interne, ce manchon 30 comporte également une partie en saillie radiale désignée par la référence générale 33 qui est adaptée pour coopérer avec une gorge 34 de l'arbre de rotor 18 pour provoquer le déplacement du pignon comme cela sera décrit plus en détail par la suite, lors de la rotation de l'arbre de rotor. On its inner surface, this sleeve 30 also comprises a radially projecting part designated by the general reference 33 which is adapted to cooperate with a groove 34 of the rotor shaft 18 to cause the displacement of the pinion as will be described in more detail subsequently, during the rotation of the rotor shaft.
On notera cependant comme cela est illustré sur les figures 5 à 8, que cette gorge 34 de l'arbre de rotor 18 comporte une zone hélicoïdale désignée par la référence générale 35 sur cette figure et une zone circulaire désignée par la référence générale 36. However, it will be noted as illustrated in FIGS. 5 to 8, that this groove 34 of the rotor shaft 18 comprises a helicoidal zone designated by the general reference 35 in this figure and a circular zone designated by the general reference 36.
Enfin, l'arbre de rotor 18 comporte également deux portions liées en rotation, par exemple par l'intermédiaire de cannelures, mais télescopiques l'une dans l'autre. Finally, the rotor shaft 18 also comprises two portions rotatably connected, for example by means of splines, but telescoping one into the other.
Ces portions d'arbre sont par exemple désignées par les références générales 35 et 36 sur ces figures 3 et 4, des moyens élastiques 37 étant interposés entre ces deux portions d'arbre. These shaft portions are for example designated by the general references 35 and 36 in these Figures 3 and 4, elastic means 37 being interposed between these two shaft portions.
Par ailleurs, le moteur électrique du démarreur est également associé à des moyens de contrôle du sens de rotation de celui-ci, constitués par exemple de façon classique, par des moyens de commande du sens d'alimentation de ce moteur. Moreover, the electric motor of the starter is also associated with means for controlling the direction of rotation thereof, constituted for example in a conventional manner by means for controlling the direction of supply of this motor.
On conçoit alors à la lumière de ces figures, que lorsque le moteur électrique du démarreur est alimenté dans un sens, l'arbre de rotor de celui-ci tourne dans un sens et provoque alors un déplacement axial des manchons tubulaires et donc du pignon lanceur, de la position illustrée sur la figure 3, vers la position illustrée sur la figure 4. It is then conceivable in the light of these figures that when the electric motor of the starter is supplied in one direction, the rotor shaft thereof rotates in one direction and then causes axial displacement of the tubular sleeves and thus the starter pinion. from the position illustrated in Figure 3 to the position illustrated in Figure 4.
En effet, le second manchon 30 étant bloqué en rotation par rapport à l'arbre de rotor, dans la carcasse du démarreur, la rotation de l'arbre de rotor provoque par coopération de la zone hélicoïdale 35 de la gorge 34 et de la partie en saillie 33 de ce second manchon 30, un déplacement axial de ce second manchon 30 sur l'arbre et celui-ci pousse alors axialement le premier manchon 27 et donc le pignon lanceur 24 en direction de la couronne dentée 25. Indeed, the second sleeve 30 being locked in rotation relative to the rotor shaft, in the starter casing, the rotation of the rotor shaft causes by cooperation of the helical zone 35 of the groove 34 and the part protruding 33 from this second sleeve 30, an axial displacement of the second sleeve 30 on the shaft and it then axially pushes the first sleeve 27 and thus the starter pinion 24 towards the ring gear 25.
Si au cours de ce déplacement, le pignon 24 arrive en face d'une dent de la couronne dentée 25, il ne peut donc pas s'accoupler directement. La portion d'arbre de rotor correspondante 35 coulisse alors à l'intérieur de la portion d'arbre 36, à l'encontre de la sollicitation élastique des moyens 37, jusqu'à ce qu'un déplacement relatif en rotation du pignon et de la couronne dentée, permette à ceux-ci de s'engager l'un dans l'autre sous la sollicitation des moyens élastiques 37. If during this movement, the pinion 24 arrives in front of a tooth of the ring gear 25, it can not therefore mate directly. The corresponding rotor shaft portion 35 then slides inside the shaft portion 36, against the elastic biasing of the means 37, until a relative rotational movement of the pinion and the ring gear, allows them to engage one in the other under the solicitation of elastic means 37.
Dans cette position d'accouplement, la partie en saillie 33 du second manchon 30 se déplace alors dans la zone circulaire 36 de la gorge 34 de la portion correspondante 35 de l'arbre de rotor. In this coupling position, the projecting portion 33 of the second sleeve 30 then moves in the circular zone 36 of the groove 34 of the corresponding portion 35 of the rotor shaft.
Une fois le moteur thermique lancé, le mécanisme à roue libre 28 permet de désaccoupler le pignon lanceur de l'arbre de rotor et le moteur du démarreur peut alors être alimenté en sens inverse pour amener le rotor à tourner dans l'autre sens, provoquant de ce fait, un déplacement inverse des deux manchons tubulaires et donc du pignon, de la position illustrée sur la figure 4 vers la position illustrée sur la figure 3. Once the thermal engine has started, the freewheel mechanism 28 makes it possible to uncouple the starter gear from the rotor shaft and the starter motor can then be fed in the opposite direction to cause the rotor to rotate in the other direction, causing therefore, an inverse displacement of the two tubular sleeves and therefore the pinion, the position shown in Figure 4 to the position shown in Figure 3.
On conçoit alors que dans le système de lancement selon l'invention, les moyens de commande de la position du pignon lanceur se présentent sous la forme d'un mécanisme à vis-écrou réversible de déplacement de ce pignon entre ses deux positions, selon le sens de rotation du moteur du démarreur. It is then conceivable that in the launching system according to the invention, the means for controlling the position of the starter pinion are in the form of a reversible screw-nut mechanism for moving this pinion between its two positions, according to the direction of rotation of the starter motor.
Celui-ci étant associé par ailleurs à des moyens de commande du sens de son alimentation, il est donc possible de déplacer le pignon d'une position de désaccouplement vers une position d'accouplement avec la couronne dentée par exemple du volant moteur afin de lancer le moteur thermique et de cette position d'accouplement vers une position de désaccouplement, une fois que ce moteur thermique a été lancé. This being also associated with means for controlling the direction of its power supply, it is therefore possible to move the pinion from a disengagement position to a coupling position with the ring gear for example of the flywheel in order to launch the engine and from this coupling position to a disengagement position, once the engine has been launched.
Par ailleurs, ce mécanisme à vis-écrou est débrayable lorsque le pignon est en position d'accouplement avec la couronne. Ceci est réalisé par la zone circulaire de la gorge de l'arbre de rotor dans laquelle se déplace la partie en saillie 33 du second manchon tubulaire. Moreover, this screw-nut mechanism is disengageable when the pinion is in the coupling position with the crown. This is achieved by the circular area of the groove of the rotor shaft in which the projecting portion 33 of the second tubular sleeve moves.
Bien entendu, d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés. Of course, other embodiments may be envisaged.
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