FR3066640A1 - Demarreur de moteur thermique muni d'un contacteur electromagnetique a trois bornes realisant une fonction de limiteur de courant - Google Patents
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Abstract
L'invention porte principalement sur un démarreur (10) pour moteur thermique de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un contacteur électromagnétique (EC) comportant trois bornes (B1, B2, B3) et une plaquette de contact (P) apte à prendre sélectivement: - une première position active dans laquelle la plaquette de contact (P) établit un contact entre la première borne (B1) et la deuxième borne (B2) pour alimenter le moteur électrique (M) via la résistance de limitation de courant (Rlim), et - une deuxième position active dans laquelle la plaquette de contact (P) établit un contact entre la première borne (B1), la deuxième borne (B2), et la troisième borne (B3) pour alimenter le moteur électrique M en court-circuitant la résistance de limitation de courant (Rlim).
Description
DÉMARREUR DE MOTEUR THERMIQUE MUNI D'UN CONTACTEUR ÉLECTROMAGNÉTIQUE À TROIS BORNES RÉALISANT UNE FONCTION DE LIMITEUR DE COURANT
L'invention porte sur un démarreur de moteur thermique muni d'un contacteur électromagnétique à trois bornes réalisant une fonction de limiteur de courant. De manière générale, l'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des démarreurs pour moteur thermique de véhicules automobiles.
Un démarreur comprend, de façon connue en soi, un moteur électrique monté entre une borne d'alimentation de la batterie du véhicule et la masse. Un contacteur commande l'alimentation du moteur électrique et a également une fonction d'actionneur pour déplacer un levier de commande agissant sur un lanceur muni d'un pignon pour le faire passer d'une position repos à une position engagée entre les dents d'une couronne de démarrage du moteur thermique.
A cet effet, le contacteur comporte une première borne reliée à la borne d'alimentation de la batterie et une deuxième borne reliée au moteur électrique, ainsi qu'une plaquette de contact. Le contacteur comprend également une bobine d'appel et une bobine de maintien associées à un noyau mobile agissant sur une tige d'actionnement sur laquelle est montée la plaquette de contact.
Lorsque les bobines sont alimentées, la plaquette de contact est déplacée par le noyau mobile entre une position ouverte dans laquelle la plaquette de contact est à distance des bornes et une position de fermeture dans laquelle la plaquette de contact relie électriquement entre elles les bornes du contacteur pour connecter électriquement le moteur à la borne d'alimentation de la batterie. En outre, le déplacement du noyau mobile engendre le déplacement du levier de commande pour faire passer le pignon de la position repos à la position engagée.
La présente invention vise à proposer une architecture compacte permettant de limiter le pic de courant observable au démarrage du moteur électrique.
A cet effet, l'invention a pour objet un démarreur pour moteur thermique de véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend:
- un moteur électrique,
- un contacteur électromagnétique comportant:
- une première borne reliée électriquement à une batterie,
- une deuxième borne reliée électriquement au moteur électrique par le biais d'une résistance de limitation de courant,
- une troisième borne reliée électriquement au moteur électrique,
- une plaquette de contact apte à prendre sélectivement:
- une première position active dans laquelle la plaquette de contact établit un contact entre la première borne et la deuxième borne pour alimenter le moteur électrique via la résistance de limitation de courant, et
- une deuxième position active dans laquelle la plaquette de contact établit un contact entre la première borne, la deuxième borne, et la troisième borne pour alimenter le moteur électrique en court-circuitant la résistance de limitation de courant.
L'invention permet ainsi de réaliser la fonction de limiteur de courant en utilisant une configuration de contacteur électromagnétique compacte, simple à intégrer, et à faible coût.
Selon un mode de réalisation, la deuxième borne est reliée électriquement au moteur électrique par le biais d'une résistance de limitation de courant même si la plaquette n’est pas en contact avec cette deuxième borne ou avec la troisième borne.
Selon une réalisation, la troisième borne est reliée électriquement au moteur électrique même si la plaquette de contact n’est pas en contact avec la troisième borne ou avec la deuxième borne.
Selon une réalisation, la résistance est reliée électriquement entre la troisième borne et la deuxième borne.
Ainsi dans la deuxième position active, la première borne et la troisième borne avec la plaquette est en parallèle à la résistance et la deuxième borne et donc permet de dériver le courant sans passer par la résistance et donc avoir une pleine puissance pour le moteur électrique.
Selon une réalisation la plaquette de contact est apte à prendre sélectivement une position repos, dans laquelle la plaquette de contact est à distance des trois bornes (première, deuxième et troisième bornes).Cela permet de pouvoir connecter la première borne directement à la batterie.
Selon une réalisation, le contacteur électromagnétique comporte un microsolénoïde configuré pour empêcher le contact entre la plaquette de contact et la troisième borne, lorsque la plaquette de contact se trouve dans la première position active.
Ainsi, on intègre un dispositif électromagnétique pouvant être commandé soit par le control moteur soit par une temporisation interne dans le contacteur ou externe ou par le biais d’un relais externe. Cela permet d”avoir une commande qui est autonome par rapport à un moyen mécanique qui pourrait comporter des problèmes mécaniques.
Selon une réalisation, le micro-solénoïde comporte une tige mobile entre
- une position de blocage dans laquelle la tige maintient à distance la plaquette de contact par rapport à la troisième borne, et
- une position rétractée dans laquelle la plaquette de contact est en contact avec la troisième borne.
Cela permet de pouvoir mettre le micro-solénoïde dans la zone du capot où se situent les bornes, laquelle zone comprend plus de place que du côté du noyau fixe. Il y a donc un intérêt d’optimisation de volume.
Selon un mode de réalisation, le contacteur comprend un noyau mobile principal, un noyau fixe principal, et en ce que le noyau mobile principale peut se déplacer d’une position repos dans lequel il est éloigné du noyau fixe principal à une position active dans lequel il est en butée contre le noyau fixe principal et en ce que en position active, la plaquette de contact est en contact avec la première borne et au moins avec la deuxième ou la troisième borne.
Selon un mode de réalisation, le contacteur comprend en outre une bobine d’appel et une bobine de maintien pour déplacer le noyau mobile principal.
Selon un exemple de ce mode de réalisation, une extrémité de sortie de la bobine d'appel est connectée à la deuxième borne ainsi qu’à l’entrée de la résistance et son autre extrémité d’entrée est reliée à une extrémité d’entrée de la bobine de maintien ainsi qu’à la sortie du contact de démarrage, la sortie de la bobine de maintien est connectée à la masse.
Selon un autre exemple de ce mode de réalisation, une extrémité de sortie de la bobine d'appel est connectée à la troisième borne ainsi qu’à la sortie de la résistance et son autre extrémité d’entrée est reliée à une extrémité d’entrée de la bobine de maintien ainsi qu’à la sortie du contact de démarrage, la sortie de la bobine de maintien est connectée à la masse.
Selon une réalisation, le micro-solénoïde comporte une tige mobile entre
- une position de blocage dans laquelle la tige maintient à distance la plaquette de contact par rapport à la troisième borne, et
- une position allongée dans laquelle la plaquette de contact est en contact avec la troisième borne.
Dans cette réalisation, la position rétractée de la tige est la position de contact. Dans cette réalisation, le micro-solénoïde est monté entre les bornes et le noyau fixe principal du contacteur, par exemple entre un noyau fixe principal et la plaquette.
Cela permet de faciliter l’assemblage le micro-solénoïde n’est pas dans le capot. Selon une réalisation, le micro-solénoïde comprend une première bobine apte à maintenir la tige en position de blocage lorsqu'elle est alimentée.
Selon une réalisation, le micro solénoïde comprend un organe ferromagnétique solidaire de la tige et une cuve ferromagnétique solidaire de la bobine pour former les forces magnétiques de maintien de la tige en position de blocage.
Selon un exemple de la réalisation précédente la tige est l’organe ferromagnétique.
Selon une réalisation, la position de blocage est la position initiale de la tige de commande. Autrement la position de blocage correspond à la position lorsque le contacteur n’est pas alimenté électriquement.
Cela permet d’avoir une petite bobine du fait qu’on est pas besoin d’avoir d’énergie pour déplacer la tige. En effet l’énergie magnétique dépensée pour maintenir la tige est bien inférieure à celle qu’il faudrait pour déplacer la tige avec une énergie magnétique.
Selon une réalisation, le micro-solénoïde comprend une deuxième bobine enroulée en sens inverse par rapport à la première bobine de manière à réduire la force magnétique générée par la première bobine pour permettre à la tige mobile de passer en position rétractée, lorsque la deuxième bobine est alimentée.
Selon une réalisation, la tige du micro-solénoïde est attachée à la plaquette de contact, la plaquette de contact étant apte à déplacer la tige de la position rétractée à la position de blocage lorsque ledit démarreur n'est plus alimenté.
Selon une réalisation, le micro-solénoide comprend un ressort apte à déplacer la tige du micro solénoide de sa position rétractée à la position de blocage.
Selon une réalisation, ledit démarreur comporte un relai, dit de préengagement, apte à autoriser ou empêcher l'alimentation du moteur électrique.
Selon une réalisation, le relai de pré-engagement est apte à autoriser l'alimentation du moteur électrique après qu'un pignon du démarreur soit engagé dans une couronne de démarrage de moteur thermique.
Selon une réalisation, le relai de pré-engagement est commandé de manière à alimenter le moteur électrique avant la fin d'une temporisation de commande du micro-solénoïde.
Selon une réalisation, le relai de pré-engagement commande une temporisation ayant une durée inférieure ou égale à celle de la temporisation de commande du micro-solénoïde. Cela permet de s'assurer que le courant et donc la tension du démarreur sera limitée en établissant le circuit d'alimentation via la résistance de limitation de courant lors de l'appel en courant du moteur électrique. Selon un exemple, le relais de préengagement est commandé par le calculateur moteur.
Selon un mode de réalisation, les trois bornes ont chacune une surface de contact qui sont coplanaires et en ce que chaque surface de contact est en contact avec la plaquette de contact dans au moins l’une des positions active de la plaquette.
Selon un autre mode de réalisation, les trois bornes ont chacune une surface de contact, la surface de contact de la deuxième borne étant dans un plan plus éloigné du noyau NM que le plan contenant les surfaces de contacts des première et troisième bornes et en ce que chaque surface de contact est en contact avec la plaquette de contact dans au moins l’une des positions active de la plaquette.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention.
La figure 1a est une représentation schématique d'un démarreur selon la présente invention comportant un contacteur électromagnétique à trois bornes ayant une plaquette de contact montrée en position repos;
La figure 1b est une représentation schématique d'un démarreur selon l'invention montrant la plaquette de contact dans une première position active autorisant le passage du courant à travers la résistance de limitation de courant du démarreur;
La figure 1c est une représentation schématique d'un démarreur selon l'invention montrant la plaquette de contact dans une deuxième position active permettant de court-circuiter la résistance de limitation de courant du démarreur;
La figure 2 est une représentation schématique un deuxième mode de réalisation du démarreur selon la présente invention embarquant un relai de pré-engagement;
La figure 3 est une vue de dessus d'un exemple d'implantation des trois bornes du contacteur selon l'invention et du micro-solénoïde associé.
La figure 4 est une vue de dessus d'un exemple d'implantation des trois bornes du contacteur selon l'invention et du micro-solénoïde associé selon un autre exemple de celui de la figure 3.
La figure 5 représente schématiquement un troisième mode de réalisation du démarreur selon la présente invention embarquant une seule temporisation;
La figure 6 représente schématiquement un quatrième mode de réalisation du démarreur selon la présente invention embarquant aussi un relai de préengagement ainsi qu’une seul temporisation;
La figure 7 représente schématiquement un autre exemple du mode de réalisation de la figure 2.
Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre.
La figure 1a montre un démarreur 10 comprenant un moteur électrique M et un contacteur EC commandant l'alimentation dudit moteur électrique M par le déplacement d'une plaquette de contact P permettant d'établir une connexion électrique entre la borne positive de la batterie Batt et le moteur électrique M.
Le contacteur comprend un noyau mobile principal Nm, un noyau fixe principal non représenté, et en ce que le noyau mobile principale peut se déplacer d’une position repos dans lequel il est éloigné du noyau fixe principal à une position active dans lequel il est en butée contre le noyau fixe principal et en ce que en position active du noyau principal, la plaquette de contact est dans au moins une des deux positions de contacts.
Une bobine d'appel Wapp et une bobine de maintien Wmnt permettent lorsqu’elles sont alimentées électriquement d’agir sur le noyau mobile NM et d'assurer son déplacement de sa position repos à sa position active et en ce que se déplacement déplace et maintien la plaquette de contact P dans une de ses positions actives, comme cela est décrit plus en détails ci-après.
Le contacteur EC a également une fonction d'actionneur pour déplacer un levier de commande (non représenté) agissant sur un lanceur muni d'un pignon pour le faire passer d'une position repos à une position engagée entre les dents d'une couronne de démarrage du moteur thermique.
Plus précisément, le contacteur EC comporte une première borne B1 reliée électriquement à la batterie Batt via une résistance Rc correspondant à la résistance de câblage. Le contacteur EC comporte une deuxième borne B2 reliée électriquement au moteur électrique M par le biais d'une résistance de limitation de courant Rlim, ainsi qu'une troisième borne B3 reliée électriquement à un nœud entre le moteur électrique M, la résistance Rlim, et une extrémité de la bobine d'appel Wapp, laquelle est reliée à la bobine de maintien Wmnt connectée à la masse par une de ses extrémités.
Selon un autre exemple de ce mode de réalisation, une extrémité de sortie de la bobine d'appel est connectée à la deuxième borne ainsi qu’à l’entrée de la résistance et son autre extrémité d’entrée est reliée à une extrémité d’entrée de la bobine de maintien ainsi qu’à la sortie du contact de démarrage, la sortie de la bobine de maintien est connectée à la masse. II en va de même pour les autres modes de réalisations décrit. La différence entre ces deux exemples de modes de réalisations est décris ci-dessous.
L'extrémité commune des deux bobines Wapp, Wmnt est reliée électriquement à la batterie Batt par l'intermédiaire d'un contact de démarrage C1 du véhicule automobile activé par exemple par l'utilisateur via une clef de contact ou une carte électronique. Le contact de démarrage C1 peut aussi être intégré dans le calculateur moteur. La résistance associée référencée Rc' correspond à une résistance de câblage.
La plaquette de contact P est apte à prendre sélectivement une position de repos dans laquelle la plaquette de contact P est à distance des trois bornes B1, B2, B3 tel que montré sur la figure 1a, une première position active dans laquelle la plaquette de contact P établit un contact entre la première borne B1 et la deuxième borne B2 pour alimenter le moteur électrique M via la résistance Rlim tel que montré sur la figure 1b, et une deuxième position active dans laquelle la plaquette de contact P établit un contact entre la première borne B1, la deuxième borne B2, et la troisième borne B3 pour alimenter le moteur électrique M en court-circuitant la résistance Rlim tel que montré sur la figure 1c.
La figure 3 représente une vue de dessus dans cette exemple les trois bornes B1, B2, B3 ont chacune une surface de contact qui sont coplanaires. En outre, un organe de blocage électromagnétique, nommé dans la suite micro-solénoïde S, est implanté au niveau de la troisième borne B3. Le micro-solénoide comporte une tige T mobile entre une position de blocage dans laquelle la tige T fait saillie par rapport au plan dans lequel s'étendent les bornes B1, B2, B3 pour maintenir à distance la plaquette de contact P non représentée sur cette figure par rapport à la troisième borne B3, et une position rétractée dans laquelle la tige T est rentrée de manière à se situer au même niveau ou à un niveau inférieur à celui du plan des trois bornes B1, B2, B3, de sorte que la plaquette P peut venir en contact avec la troisième borne B3.
Selon un autre mode de réalisation, les surfaces de contact des trois bornes, B1, B2, B3 ne sont pas coplanaires, la surface de contact de la borne B2 étant dans un plan plus éloigné du noyau NM que le plan contenant les surfaces de contacts des bornes B1 et B3. Cela a pour conséquence que la plaquette en position de contact sur les bornes B1 et B3 ne touche pas la borne B2. La pression de contact sur B1 et B3 s’en trouve augmentée, pour garantir une plus faible résistance électrique de contact.
Un ressort de contact non représenté est monté autour de la tige de commande TC dont l’extrémité est guidée dans un logement LTC au fond du capot visible sur la figure 3.
Dans ce mode de réalisation, la troisième borne B3 comprend un trou à travers lequel la tige du micro-solénoïde T traverse en position de blocage de manière à empêcher la plaquette de contact P d’être en contact avec la surface de contact de la troisième borne. En position de contact, l’extrémité de la tige T en vis-à-vis de la plaquette est située entre le fond du logement LTC et la surface de contact de la troisième borne pour permettre à la plaquette de contact de venir en contact avec la troisième borne. Ainsi la résistance de limitation R est shuntée.
A cet effet, le micro-solénoïde S comprend une première bobine W1 qui, lorsqu'elle est alimentée, maintient la tige en position de blocage.
La figure 4 représente un autre exemple du mode de réalisation de la figure
3. Dans cet exemple, la borne B1 est plus éloignée angulairement de la borne B3 que de la borne B2. Cela permet d’avoir une meilleure pression entre la troisième borne B3 et la première borne B1. En particulier, la troisième borne B3 est située à l’opposée de la première borne B1 diamétralement par rapport à l’axe de la tige de commande visible en coupe sur la figure 4. Cette configuration permet d’avoir le meilleur plaquage entre la plaquette et la première et la troisième borne, lesquels sont le plus longtemps utilisés dans une phase d’utilisation. En outre, c’est lors de la phase shuntage (contact entre la plaquette de contact et la surface de contact de la troisième borne) que le démarreur a besoin du minimum de perte joules.
En outre, le micro-solenoide est monté à l’opposé de la première et la deuxième borne par rapport à l’axe de la tige de commande et entre la troisième borne et la première borne. Le micro-solénoïde est plus proche de la troisième borne que de la première borne. Cela permet que, lorsque la tige du micro-solenoïde est en position de blocage, la plaquette exerce une force de contact répartie sur la deuxième borne et la première borne de manière homogène.
Sur cette figure 4, on peut voir la plaquette ainsi que en coupe la tige de commande. Le ressort de contact n’est pas représenté sur cette figure.
Selon un mode de réalisation, tel que représenté sur les figures 1a, 1b et 1c, le micro solénoïde comprend une deuxième bobine W2 enroulée en sens inverse par rapport à la première bobine de manière à réduire la force magnétique générée par la première bobine W1 pour permettre à la tige T de passer en position rétractée, lorsque la deuxième bobine W2 est alimentée. Cependant selon un autre exemple, le micro-solénoide comprend uniquement la première bobine W1. Des exemples de ce mode de réalisation sont représentés dans les modes de réalisation de la figure 2 ou 5 ou 6.
La plaquette de contact P associée aux bornes B1, B2, B3 pourra présenter une forme ronde, en étoile, triangulaire, ou toute autre forme adaptée à l'application.
Lors d'une phase de fonctionnement du démarreur 10, la fermeture du contact de démarrage C1 commande l'excitation des bobines Wapp et Wmnt, ce qui provoque un déplacement de la plaquette de contact P en direction des bornes B1, B2, B3. La première bobine W1 du micro-solénoïde S étant alimentée, la tige T se trouve en position de blocage empêchant ainsi le contact entre la plaquette de contact P et la troisième borne B3. La plaquette de contact P se trouve alors dans la première position active et autorise l'alimentation du moteur électrique via la résistance Rlim (cf. courant I sur la figure 1b), ce qui permet de limiter le pic de courant du démarreur 10 lors de l'appel en courant du moteur M.
Une fois le pic de courant passé, le calculateur moteur Cale commande l’alimentation soit la deuxième bobine W2, soit n’alimente plus électriquement la première bobine W1 si il n’y a pas de deuxième bobine, de telle façon que la tige T du micro-solénoïde S passe en position rétractée et autorise alors le contact entre la plaquette et la troisième borne B3, tel que montré sur la figure 1c. La commande de l’alimentation de la deuxième bobine W2 est réalisée par exemple par la fermeture d’un contact normalement ouvert. L’entrée de la fermeture de contact est en l’occurrence connectée à la première borne B1 mais pourrait aussi être connecté à l’entrée de la première bobine W1.
Selon un autre exemple non représentée, l’alimentation de la deuxième bobine W2 est réalisée par le biais d’une temporisation qui permet d’alimenter la deuxième bobine après un temps t écoulée. Par exemple la temporisation est un contact normalement ouvert dont l’entrée est soit reliée à l’entrée de la première bobine et à la sortie du contact de commande soit à la première borne B1. La sortie à l’entrée de la deuxième bobine W2. La commande de la temporisation peut soit être reliée à son entrée soit reliée au calculateur moteur cale.
La plaquette P se trouve alors dans la deuxième position active, ce qui a pour effet de court-circuiter la résistance Rlim pour augmenter le courant I circulant dans le moteur électrique M. Par court-circuiter, on entend shunter, c'est-à-dire mettre les deux bornes de la résistance au même potentiel (n’est pas pris en compte le très faible potentiel dû à la résistance de la plaquette et le contact entre les surface de contact des bornes et la plaquette). En outre, les deux extrémités de la bobine d’appel Wapp se retrouvent à un potentiel proche du potentiel positif de la batterie, de sorte que la bobine d'appel Wapp ne consomme quasiment plus de courant.
De préférence, la tige T du micro-solénoïde S est attachée à la plaquette de contact P. Ainsi, la plaquette de contact P assure un déplacement la tige T de la position rétractée à la position de blocage lorsque le démarreur 10 n'est plus alimenté et que l'ensemble noyau mobile NM - plaquette de contact P est déplacé vers sa position de repos par des ressorts de rappel.
Dans le mode de réalisation de la figure 2, le contacteur EC comporte un relai Rel, dit de pré-engagement, apte à autoriser ou empêcher l'alimentation du moteur électrique M. Le relai de pré-engagement Rel est relié électriquement entre la borne positive B+ de la batterie Batt et la première borne B1. Donc la première borne B1 est reliée électriquement à la Batterie B+ quand le relais est fermé.
Dans ce mode de réalisation, le contacteur comprend une première temporisation T1 commandée soit par le calculateur soit par la fermeture du contact de démarrage C1. La temporisation commande l’alimentation de la première bobine du micro-solénoide pendant un temps t. En l’occurrence le contact est un contact normalement fermé à ouverture temporisée après un temps t mais pourrait aussi être un contact normalement ouvert fermé pendant un temps t.
L’entrée de la première temporisation T1 est alimentée en l’occurrence par la sortie du relais de démarrage mais pourrait aussi être connecté à la sortie du calculateur commandant le relais de démarrage et la sortie de la première temporisation T1 est connectée à l’entrée de la bobine W1 du microsolénoide.
Le relai de pré-engagement Rel est commandé par le calculateur moteur Cale de manière à alimenter le moteur électrique M avant la fin d’une temporisation de commande T1 commandant pendant un temps t l’alimentation de la bobine W1 du micro-solénoide S.
Le contacteur comprend en outre une deuxième temporisation T2, commandée soit par le calculateur soit par la fermeture du contact du relais de pré-engagement Rel. La temporisation T2 commande l’alimentation de la première bobine du micro-solénoide pendant un temps t. En l’occurrence, le contact est un contact normalement fermé à ouverture temporisée après un temps t mais pourrait aussi être un contact normalement ouvert fermé pendant un temps t.
En l’occurrence, la fermeture du contact du relai de pré-engagement Rel commande la temporisation T2 (la connexion n’est pas représentée) ayant une durée environ égale à la temporisation de commande T1 du microsolénoide S, par exemple T1=T2.
L’entrée de la deuxième temporisation T2 est alimentée, en l’occurrence par le calculateur mais pourrait aussi être connectée à la sortie relais de préengagement et la sortie de la temporisation est connectée à la sortie de la première temporisation ainsi qu’à l’entrée de la bobine W1 du microsolénoïde.
Le calculateur moteur Cale commande le relais de pré-engagement Rel avant la fin de la temporisation de la première temporisation T1. Cela permet d’éviter que la plaquette ne se retrouve pas en deuxième position active avant même que le relais de préengagement soit fermé. La deuxième temporisation est commandée par la fermeture du relais de pré-engagement Rel de manière à s’ouvrir après un temps t.
Le calculateur peut comprendre une temporisation (inferieure à la temporisation T1) pour commander la fermeture du relais de préengagement ou peut aussi commander en fonction d’une réponse d’un capteur détectant la bonne position du pignon dans la couronne.
Selon un autre exemple de ce mode de réalisation représenté sur la figure 7 identique au mode de réalisation de la figure 2 sauf en ce que une extrémité de sortie de la bobine d'appel est connectée à la deuxième borne ainsi qu’à l’entrée de la résistance et son autre extrémité d’entrée est reliée à une extrémité d’entrée de la bobine de maintien ainsi qu’à la sortie du contact de démarrage, la sortie de la bobine de maintien est connectée à la masse. Cela permet d’annuler le courant consommé par cette bobine d’appel dès que la plaque est en position de contact sur B1 et B2, et de le conserver nul lorsque la plaquette passe en 2eme position active, c'est à dire en contact simultané sur les 3 bornes B1, B2 , B3 ou en contact avec les deux bornes B2 et B3 selon le mode de réalisation.
Contrairement à cet exemple, dans l’exemple de la figure 2 de ce mode de réalisation la sortie de la bobine d’appel est reliée comme dans le mode de réalisation décrit sur les figures 1a, 1b, 1c. En effet, l’extrémité de sortie de la bobine d'appel est connectée à la troisième borne ainsi qu’à la sortie de la résistance et son autre extrémité d’entrée est reliée à une extrémité d’entrée de la bobine de maintien ainsi qu’à la sortie du contact de démarrage, la sortie de la bobine de maintien est connectée à la masse. Cela permet que le courant parcourant la bobine d’appel Wapp ne soit pas réduit dû à la résistance contrairement au mode de Iréalisation de la figure 7 ou la résistance totale du circuit est augmentée par la présence de la résistance
Rlim. Cela réduit très légèrement la force magnétique développée par Wap. Dans le mode de réalisation de la figure 7, il est possible de compenser cet inconvénient par l’augmentation du nombre de spires de Wapp.
Lors d'une phase de fonctionnement du démarreur 10, la fermeture du contact de démarrage C1 commande l'excitation des bobines Wapp et Wmnt, ce qui provoque un déplacement de la plaquette de contact P en direction des bornes B1, B2, B3 et également un déplacement du pignon de la position repos vers la position engagée. Au cours de ce déplacement, le relai de pré-engagement Rel étant ouvert, il empêche l'alimentation du moteur électrique M. Le micro-solénoïde S étant alimenté, la tige T se trouve en position de blocage de sorte que la plaquette de contact P se place dans la première position active.
Puis, lorsque le pignon du démarreur 10 passe en position engagée à la fin de la temporisation T2, le calculateur Cale commande la fermeture du relai Rel, ce qui engendre l'alimentation du moteur électrique M via la résistance Rlim. On limite ainsi le pic de courant du démarreur 10 lors de l'appel en courant du moteur M.
Une fois le pic de courant passé à la fin de la temporisation T1, le calculateur moteur Cale coupe l'alimentation de la bobine W du micro-solénoïde S, de telle façon que la tige T du micro-solénoïde S passe en position rétractée et autorise alors le contact entre la plaquette P et la troisième borne B3. La plaquette P se trouve alors dans la deuxième position active, ce qui a pour effet de court-circuiter la résistance Rlim pour augmenter le courant circulant dans le moteur électrique M.
Lorsque le démarreur 10 n'est plus alimenté et que l'ensemble plaquette de contact P - noyau mobile NM est déplacé vers sa position de repos, la plaquette de contact P solidaire de la tige T du micro-solénoïde S assure un déplacement de cette dernière de la position rétractée à la position de blocage.
On remarque que, par rapport au premier mode de réalisation dans lequel le micro-solénoïde S comporte deux bobines W1, W2 enroulées en sens inverses, le micro-solénoïde S comporte une unique bobine W dont l'alimentation est commandée par le calculateur moteur Cale. Ainsi, lorsque la bobine W du micro-solénoïde S est alimentée, elle maintient la tige T en position de blocage et lorsque l'alimentation de la bobine W est coupée, la tige T peut passer en position rétractée.
Un tel micro-solénoïde S pourra également être utilisé dans le premier mode de réalisation dépourvu de relai de pré-engagement Rel et/ou dépourvue de temporisation.
Par exemple, la figure 5 représente un schéma électrique d’un moteur électrique du démarreur. Dans ce mode de réalisation, le micro-solénoïde S comprend une bobine W dont l'alimentation est commandée par une temporisation appelé par exemple T1. La temporisation T1 est en l’occurrence une temporisation à contact fermé et à ouverture temporisée, c'est-à-dire que l’ouverture est retardée d’un temps t de la temporisation. La commande de la temporisation est reliée électriquement à la sortie du contact C1. Ainsi dés lors que le contact C1 est fermé la bobine W est alimentée pendant le temps t de la temporisation. En variante, l'alimentation de la bobine W est commandée directement par le calculateur moteur Cale. Lorsque la bobine W du micro-solénoïde S est alimentée, elle maintient la tige T en position de blocage. Lorsque l'alimentation électrique de la bobine W est coupée, la tige T peut passer en position rétractée. Lors d'une phase de fonctionnement du démarreur 10, la fermeture du contact de démarrage C1 commande l'excitation des bobines Wapp et Wmnt, ce qui provoque un déplacement de la plaquette de contact P en direction des bornes B1, B2, B3. La bobine W du micro-solénoïde S étant alimentée, la tige T se trouve en position de blocage empêchant ainsi le contact entre la plaquette de contact P et la troisième borne B3. La plaquette de contact P se trouve alors dans la première position active et autorise l'alimentation du moteur électrique M uniquement via la résistance R, ce qui permet de limiter le pic de courant du démarreur 10 lors de l'appel en courant du moteur M.
Une fois le pic de courant passé à la fin de la temporisation T1, la tige T du micro-solénoïde S passe en position rétractée et autorise alors le contact entre la plaquette P et la troisième borne B3.
En effet, une fois le pic de courant passé à la fin de la temporisation T1, l'alimentation de la bobine W du micro-solénoïde S est coupée, de telle façon que la tige T du micro-solénoïde S passe en position rétractée et autorise alors le contact entre la plaquette P et la troisième borne B3.
La plaquette P se trouve alors dans la deuxième position active en sorte que le moteur électrique M est alimenté via la troisième borne B3, laquelle shunt ou court-circuite la résistance R.
La plaquette P se trouve alors dans la deuxième position active, en sorte que le moteur électrique M est alimenté sans passer par la résistance R. On réduit ainsi la résistance du démarreur, ce qui a pour effet d'augmenter le courant I circulant dans le moteur M.
La figure 6 représente un autre schéma électrique de commande du moteur électrique du démarreur. Ce mode de réalisation est proche du mode de réalisation de la figure 5 sauf en ce que un relais de pré-engagement est ajouté comme dans le mode de réalisation de la figure 2. Le relai de préengagement Rel est relié électriquement entre la borne positive B+ de la batterie Batt et la première borne B1. Le relais de préengagement est identique à la figure 2 et est donc aussi commandé par le calculateur moteur Cale de manière à alimenter le moteur électrique M avant la fin de la temporisation de commande T1 du micro-solénoïde S.
Contrairement au mode de réalisation de la figure 2, ce mode de réalisation comprend une seule temporisation et le micro-solénoide comprend une seule bobine W1.
Lors de la fermeture du contact de démarrage C1, le courant passe par la temporisation d’un contact normalement fermée T1 et ainsi alimente la bobine W1 et en outre le courant allimente la bobine d’appel et la bobine de maintien du contacteur. Le noyau mobile principal du contacteur avance, sous l’effet du champ magnétique des bobines d’appel et de maintien, vers un noyau fixe principal, en avançant le noyau déplace par le biais d’une fourchette un pignon du démarreur non représenté vers une couronne du moteur thermique. Le noyau mobile déplace la plaquette en direction des bornes, et vient en contact avec la première B1 et deuxième bornes B2 et reste à distance de la troisième borne B3 du fait de la tige T en position blocage.
Lorsque le calculateur Cale commande la fermeture du relais de préengagement rel, la commande de l’ouverture temporisée du contact normalement fermé de la temporisation T1 est alimentée. La temporisation t commence alors et à la fin de ce temps t le contact normalement fermé s’ouvre et coupe l’alimentation de la bobine W1 du micro-solénoide.
Le ressort de contact déplace la plaquette vers la borne B3 pour courcircuiter la résistance R.
Lorsque le calculateur commande l’ouverture du contact de commande, un ressort de rappel non représenté déplace le noyau principal vers sa position repos en l’éloignant du noyau fixe non représenté, déplaçant ainsi le retrait du pignon de la couronne. La tige de commande de la plaquette P n’étant plus pousser par le noyau mobile principale se déplace avec la plaquette P vers le noyau fixe par le biais de son ressort de rappel. La tige de commande peut aussi être fixé au noyau mobile principale. Le micro-solénoide à son noyau qui se déplace de sa position rétracté à sa position de blocage soit par le biais d’un ressort dans le micro-solénoide soit par le biais de la plaquette attachée à la tige du micro-solénoide.
Selon les différents modes de réalisations lorsque le démarreur 10 n'est plus alimenté et que l'ensemble plaquette de contact P - noyau mobile NM est déplacé vers sa position de repos, la plaquette de contact P solidaire de la tige T du micro-solénoide S peut assurer un déplacement de cette dernière de la position rétractée à la position de blocage. Selon un autre exemple, la tige T est déplacée par un ressort comprimé en position rétracté qui se détend en déplaçant la tige de la position rétracté à la position de blocage.
Dans un exemple de réalisation, la temporisation T1 est de l'ordre de 40ms. Dans un exemple de réalisation, la temporisation la temporisation T2 est inférieur de 1 à 10% voir égal à la temporisation.
Selon un exemple de mode de réalisation, le contact de démarrage de C1 peut être aussi commandé par exemple par l'utilisateur via une clef de contact ou une carte électronique.
Selon une autre réalisation non représentée, le micro-solénoïde comporte toujours une tige mobile entre
- une position de blocage dans laquelle la tige maintient à distance la plaquette de contact par rapport à la troisième borne, et
- une position allongée dans laquelle la plaquette de contact est en contact avec la troisième borne. Dans cette réalisation, la position rétractée de la tige est la position de contact. Dans cette réalisation, le micro-solenoide est monté au dessus des bornes, par exemple entre un noyau fixe principal et la plaquette.
La tige retient la plaquette en ayant à son extrémité une saillie en contact avec surface de plaquette en vis-à-vis des bornes.
Selon un autre mode de réalisation, la troisième borne comprend une surface de contact qui n’est pas situé dans le même plan que les deux autres surfaces de contact de la première borne et de la deuxième borne de contact. Dans un exemple, de ce mode de réalisation non représenté la tige T est conductrice électriquement
Dans un autre exemple de ce mode de réalisation non représenté, le microsolénoide comprend un organe conducteur électrique et en ce que cet organe conducteur est agencé pour être en contact avec la plaquette de contact et la troisième borne B3 en position de contact. L’organe de contact peut être solidaire de la tige T du micro-solénoïde et vient en contact avec la surface de contact de la troisième borne en position de contact, c'est-à-dire en deuxième position active.
Selon un mode de réalisation, la résistance R est montée à l’extérieur du boitier du contacteur. Dans ce cas, la deuxième borne B2 et la troisième borne B3 s’étendent axialement et traverse le capot du contacteur.
Selon un autre mode de réalisation, la résistance R est montée à l’intérieur du boitier du contacteur. Par exemple, la troisième borne B3 s’étend axialement et traverse le capot du contacteur pour être connecté au moteur électrique. Selon un autre exemple, une autre pièce connectée à la résistance et à la troisième borne B3 s’étend au-delà du boitier.
Le moteur électrique peut être avoir un stator ayant des aimants ou des 5 bobines.
Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents.
En outre, les différentes caractéristiques, variantes, et/ou formes de îo réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
Claims (10)
1. Démarreur (10) pour moteur thermique de véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend:
- un moteur électrique (M),
- un contacteur électromagnétique (EC) comportant:
- une première borne (B1) reliée électriquement à une batterie (Batt),
- une deuxième borne (B2) reliée électriquement au moteur électrique (M) par le biais d'une résistance de limitation de courant (Rlim),
- une troisième borne reliée électriquement au moteur électrique (M),
- une plaquette de contact (P) apte à prendre sélectivement:
- une première position active dans laquelle la plaquette de contact (P) établit un contact entre la première borne (B1) et la deuxième borne (B2) pour alimenter le moteur électrique (M) via la résistance de limitation de courant (Rlim), et
- une deuxième position active dans laquelle la plaquette de contact (P) établit un contact entre la première borne (B1), la deuxième borne (B2), et la troisième borne (B3) pour alimenter le moteur électrique (M) en court-circuitant la résistance de limitation de courant (Rlim).
2. Démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contacteur électromagnétique (EC) comporte un micro-solénoïde (S) configuré pour empêcher le contact entre la plaquette de contact (P) et la troisième borne (B3), lorsque la plaquette de contact (P) se trouve dans la première position active.
3. Démarreur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le microsolénoïde (S) comporte une tige (T) mobile entre
- une position de blocage dans laquelle la tige (T) maintient à distance la plaquette de contact (P) par rapport à la troisième borne (B3), et
- une position rétractée dans laquelle la plaquette de contact (P) est en contact avec la troisième borne (B3).
4. Démarreur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le micro3066640 solénoïde (S) comprend une première bobine (W1) apte à maintenir la tige (T) en position de blocage lorsqu'elle est alimentée.
5. Démarreur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le microsolénoïde (S) comprend une deuxième bobine (W2) enroulée en sens inverse par rapport à la première bobine (W1) de manière à réduire la force magnétique générée par la première bobine (W1) pour permettre à la tige mobile (T) de passer en position rétractée, lorsque la deuxième bobine (W2) est alimentée.
6. Démarreur selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la tige (T) du micro-solénoïde (S) est attachée à la plaquette de contact (P), et en ce que la plaquette de contact (P) est apte à déplacer la tige (T) de la position rétractée à la position de blocage lorsque ledit démarreur (10) n'est plus alimenté.
7. Démarreur selon l'une quelconque de revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un relai (Rel), dit de pré-engagement, apte à autoriser ou empêcher l'alimentation du moteur électrique (M).
8. Démarreur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le relai de pré-engagement (Rel) est apte à autoriser l'alimentation du moteur électrique (M) après qu'un pignon du démarreur soit engagé dans une couronne de démarrage de moteur thermique.
9. Démarreur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le relai de pré-engagement (Rel) est commandé de manière à alimenter le moteur électrique (M) avant la fin d'une temporisation de commande (T1) du microsolénoïde (S).
10. Démarreur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le relai de pré-engagement (Rel) commande une temporisation (T2) ayant une durée inférieure à celle de la temporisation de commande (T1) du micro-solénoïde (S).
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| FR1754285A FR3066640A1 (fr) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | Demarreur de moteur thermique muni d'un contacteur electromagnetique a trois bornes realisant une fonction de limiteur de courant |
Applications Claiming Priority (2)
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| FR3066640A1 true FR3066640A1 (fr) | 2018-11-23 |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2017
- 2017-05-16 FR FR1754285A patent/FR3066640A1/fr active Pending
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