FR3106378A1 - Dispositif de démarrage de moteur - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif (10) de démarrage de moteur thermique comprenant un volant moteur (14), un dispositif d’entrainement (16) du volant moteur (14) configuré pour pouvoir être actionné mécaniquement; un capteur à effet de champ (18) agencé en regard du volant moteur (14) et comprenant une sortie électrique (20) configurée pour délivrer un signal électrique alternatif représentatif de la rotation du volant moteur; un bloc électronique de détermination de la position angulaire (24) du volant moteur (14) relié électriquement à la sortie électrique (20) du capteur à effet de champ (18) ; le dispositif (10) de démarrage comprend également un élément de régulation d’alimentation électrique (26) comprenant une entrée (28) reliée électriquement à la sortie électrique (20) du capteur à effet de champ (18) et comprenant une sortie de régulation (30) configurée pour fournir un signal électrique d’alimentation continu dès la rotation du volant moteur (14); le bloc électronique de détermination de la position angulaire (24) du volant moteur (14) comprend une entrée d’alimentation continu (32) reliée électriquement à la sortie de régulation (30). Figure 1
Description
Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne un dispositif de démarrage de moteur à combustion. Elle s’applique, en particulier, au démarrage de moteur en cas de défaut, voire d’absence de batterie.
Il est courant de démarrer des moteurs de motos, des moteurs de bateaux ou encore d’outils de jardinage à l’aide d’un dispositif d’entrainement mécanique du volant moteur. Les dispositifs d’entrainement connus peuvent comprendre des démarreurs au pied pour les motos, des démarreurs à lanceur à ficelle pour les moteurs de bateaux ou encore des démarreurs à manivelles.
Pour qu’un moteur thermique puisse fonctionner correctement, il est nécessaire de synchroniser l’injection de carburant avec la position des pistons, ce qui revient à synchroniser l’injection de carburant avec la position du volant moteur. En cas d’absence de batterie, et plus particulièrement en cas de démarrage mécanique par action manuelle sur un élément d’interface avec un utilisateur tel que, par exemple et de manière non limitative, un kick de démarrage au pied du moteur, un lanceur à ficelle de démarrage ou encore une manivelle de démarrage, il a été constaté que le moteur ne démarre pas toujours dès le premier actionnement mécanique. Ce problème provient généralement du fait que les systèmes électroniques de synchronisation n’ont pas eu suffisamment d’énergie électrique pour pouvoir correctement effectuer la séquence de synchronisation ; la séquence de synchronisation nécessitant au préalable de connaitre la position angulaire du volant moteur.
Généralement Il a déjà été tenté de résoudre ce problème en proposant d’actionner plusieurs fois consécutivement le dispositif d’entrainement mécanique.
Présentation de l'invention
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients avec une approche totalement novatrice.
A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention se rapporte à un dispositif de démarrage de moteur à combustion comprenant un volant moteur, un dispositif d’entrainement du volant moteur configuré pour pouvoir être actionné mécaniquement, un capteur à effet de champ agencé en regard d’un élément mobile coopérant avec le volant moteur et comprenant une sortie électrique configurée pour délivrer un signal électrique alternatif représentatif de la rotation du volant moteur, un bloc électronique de détermination de la position angulaire du volant moteur relié électriquement à la sortie électrique du capteur à effet de champ, un élément de régulation d’alimentation électrique comprenant une entrée reliée électriquement à la sortie électrique du capteur à effet de champ et comprenant une sortie de régulation configurée pour fournir un signal électrique d’alimentation continu dès la rotation du volant moteur, le bloc électronique de détermination de la position angulaire du volant moteur comprenant une entrée d’alimentation continu reliée électriquement à la sortie de régulation.
L’invention est mise en œuvre selon les modes de réalisation et les variantes exposées ci-après, lesquelles sont à considérer individuellement ou selon toute combinaison techniquement opérante.
Avantageusement, le bloc électronique de détermination de la position angulaire du volant moteur peut comprendre qu’une seule entrée d’alimentation électrique continu.
Avantageusement, l’élément de régulation d’alimentation électrique peut comprendre un élément de type convertisseur signal électrique alternatif/continu et un élément de stabilisation de la tension continu.
Avantageusement, le bloc électronique de détermination de la position angulaire du volant moteur peut comprendre un bloc électronique comparateur de phases du signal électrique alternatif et un bloc de traitement du signal de sortie du comparateur de sorte à déterminer la position angulaire du volant moteur.
Avantageusement, afin de pouvoir générer un signal alternatif d’énergie optimale, le capteur à effet de champ peut être agencé en regard d’une couronne dentée solidaire du volant moteur.
Avantageusement, le dispositif de démarrage peut comprendre de plus une autre source d’alimentation continu ainsi qu’un bloc électronique de synchronisation d’injection de carburant avec la position angulaire du volant moteur relié électriquement à l’autre source d’alimentation continu et relié électriquement au bloc électronique de détermination de la position angulaire du volant moteur. De préférence, l’autre source d’alimentation continu peut comprendre un générateur d’alimentation et un élément de régulation de signal continu relié électriquement au générateur.
Selon un second aspect, la présente invention se rapporte à un véhicule motorisé comprenant le dispositif de démarrage de moteur à combustion décrit ci-dessus.
Selon un troisième aspect, la présente invention se rapporte à une méthode de commande du dispositif de démarrage de moteur à combustion décrit ci-dessus, la méthode comprenant les étapes de: actionner mécaniquement la rotation du volant moteur; générer un signal électrique alternatif par le moyen d’un capteur à effet de champ en regard d’un élément mobile coopérant avec le volant moteur dès la rotation du volant moteur; fournir un signal électrique d’alimentation continu en convertissant le signal électrique alternatif dès la rotation du volant moteur; alimenter un bloc électronique de détermination de la position angulaire du volant moteur dès la rotation du volant moteur par le signal électrique d’alimentation continu; déterminer la position angulaire du volant moteur au plus tard dès la fin du second cycle de rotation du volant moteur, de préférence à l’issu du premier cycle de rotation du volant moteur.
Avantageusement, la méthode de commande peut comprendre également les étapes de : fournir une autre source de d’alimentation électrique continu comprenant un générateur d’alimentation et un élément de régulation de signal continu relié électriquement au générateur ; alimenter électriquement un bloc électronique de synchronisation d’injection de carburant avec la position angulaire du volant moteur par l’autre source d’alimentation continu; attendre la stabilisation de l’autre source d’alimentation électrique continu au moins durant l’étape de détermination de la position angulaire du volant moteur; synchroniser l’injection de carburant avec la position angulaire du volant moteur suite à l’étape de détermination de la position angulaire du volant moteur.
Brève description des figures
D’autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortent de la description qui suit faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés, dans lesquels:
Selon la figure 1, un dispositif de démarrage 10 de moteur thermique d’un véhicule 12 telle qu’une moto comprend un volant moteur 14 comportant un dispositif d’entrainement 16 du volant moteur 14 configuré pour pouvoir être actionné mécaniquement. L’invention est tout autant applicable aux véhicules 12 motorisés, qu’à tout autre dispositif motorisé permettant un démarrage manuel du moteur comme un outil de jardinage de type tondeuse ou tronçonneuse, ou encore un bateau à moteur. Le dispositif d’entrainement 16 peut comprendre des moyens d’entrainements manuels du volant moteur 14 tel que, par exemple et de manière non limitative, un kick de démarrage au pied du moteur, un lanceur à ficelle de démarrage ou encore une manivelle de démarrage, ces dits moyens d’entrainements manuels entrainant un actionnement mécanique de la rotation du volant moteur. Le dispositif d’entrainement 16 peut également comprendre des moyens d’entrainements du volant moteur 14 mécaniques actionnés par la poussée du véhicule motorisé.
Selon le mode de réalisation représenté à la figure 1, le dispositif de démarrage 10 comprend un capteur à effet de champ 18 agencé en regard d’un élément mobile coopérant avec le volant moteur 14 et comprenant une sortie électrique 20 configurée pour délivrer un signal électrique alternatif représentatif de la rotation du volant moteur 14. Selon le mode de réalisation représenté à la figure 1, de préférence, le capteur à effet de champ 18 est agencé en regard d’une couronne dentée 22 solidaire du volant moteur 14. D’autre dispositions de capteurs coopérant avec le volant moteur 14 sont également possible afin que le capteur à effet de champ 18 puisse générer un signal électrique alternatif lors de la rotation du volant moteur. Le dispositif de démarrage 10 comprend également un bloc électronique de détermination de la position angulaire 24 du volant moteur 14 relié électriquement à la sortie électrique 20 du capteur à effet de champ 18. Le bloc électronique de détermination de la position angulaire 24 du volant moteur 14 peut également déterminer la vitesse de rotation du volant moteur 14.
Avantageusement, et de façon particulière, selon la figure 1, le capteur à effet de champ 18 est un capteur passif ne nécessitant pas d’alimentation électrique. Il peut notamment, par exemple et de manière non limitative, comprendre un capteur inductif comportant un aimant et une bobine permettant une réaction électromagnétique de sorte que lorsque les dents du volant moteur 14 passent devant le capteur à effet de champ 18, elles perturbent le champ magnétique de celui-ci provoquant alors un courant dans la bobine proportionnel à la vitesse de rotation du volant moteur 14. Le signal alternatif ainsi créé est envoyé au bloc électronique de détermination de la position angulaire 24 du volant moteur 14 via deux fils électriques sous forme d’une tension sinusoïdale. De manière alternative, le capteur à effet de champ 18 peut également être un capteur comportant un matériau magnéto résistant.
De manière générale, le capteur à effet de champ 18 peut être placé en regard de tout élément mobile aussi bien en translation, qu’en rotation, l’élément mobile coopérant avec le volant moteur 14 de sorte à être mobile lors de l’entrainement mécanique du volant moteur 14. L’élément mobile sera de préférence en métal de sorte à permettre une déformation du champ électromagnétique du capteur à effet de champ 18 lors de son déplacement en rotation ou en translation en regard du capteur à effet de champ 18.
Selon le mode de réalisation de la figure 1, le dispositif de démarrage 10 comprend un élément de régulation d’alimentation électrique 26, comprenant une entrée 28 reliée électriquement à la sortie électrique 20 du capteur à effet de champ 18 et comprenant une sortie de régulation 30 configurée pour fournir un signal électrique d’alimentation continu dès la rotation du volant moteur 14. Le bloc électronique de détermination de la position angulaire 24 du volant moteur 14 comprend une entrée d’alimentation continu 32 reliée électriquement à la sortie 30 de l’élément de régulation d’alimentation électrique 26 de sorte à pouvoir être directement alimenté par le signal électrique d’alimentation continu généré par l’élément de régulation d’alimentation électrique 26 lors de la rotation du volant moteur 14.
Selon la figure 1, le bloc électronique de détermination de la position angulaire 24 du volant moteur 14 ne comprend qu’une seule entrée d’alimentation continu 32 connectée à la sortie de régulation 30. Il peut être envisageable d’y agencer d’autres entrées d’alimentation continu permettant à d’autres source d’alimentation de venir alimenter le bloc électronique de détermination de la position angulaire 24.
Selon la figure 1, le dispositif de démarrage 10 comprend de plus une autre source d’alimentation continu 34 et un bloc électronique de synchronisation 36 d’injection de carburant avec la position angulaire du volant moteur 14 relié électriquement à l’autre source d’alimentation continu 34. Le bloc électronique de synchronisation 36 est également relié électriquement au bloc électronique de détermination de la position angulaire 24 du volant moteur 14, de sorte à pouvoir extrapoler la position angulaire du volant moteur 14 avec la position des pistons du moteur pour pouvoir synchroniser l’injection de carburant selon la position des pistons du moteur à combustion.
Selon la figure 2, le signal électrique alternatif généré par le capteur à effet de champ 18 est disponible via deux fils électriques 38, 40 sous forme d’une tension sinusoïdale alimentant l’élément de régulation d’alimentation électrique 26 comprenant un élément de type convertisseur signal électrique alternatif/continu 42 et un élément de stabilisation de la tension continu 43. L’élément de type convertisseur signal électrique alternatif/continu 42 et l’élément de stabilisation de la tension continu 43 génèrent donc un signal électrique continu d’alimentation 46 et une masse électrique de référence 44 permettant de fournir une alimentation électrique continu régulée au bloc électronique de détermination de la position angulaire 24 du volant moteur 14. De façon générale, et à titre d’exemple non-limitatif, l’élément de type convertisseur signal électrique alternatif/continu 42 peut comprendre au moins un élément à diode suivi d’un condensateur type condensateur tampon, l’élément de stabilisation de la tension continu 43 pouvant comprendre un dispositif électronique de type stabilisateur à diode Zener, ou encore de type régulateur de tension à transistor ou encore de type alimentation à découpage abaisseur ou élévateur de tension.
Selon la figure 2, le bloc électronique de détermination de la position angulaire 24 du volant moteur 14 comprend un bloc électronique comparateur 48 de phases du signal électrique alternatif permettant de comparer les phases opposées des deux fils électriques 38, 40 provenant de la sortie 20 du capteur à effet de champ 18 de sorte à pouvoir générer un signal de type binaire en sortie du bloc comparateur 48. Le bloc électronique de détermination de la position angulaire 24 du volant moteur 14 comprend également un bloc de traitement 50 du signal de sortie du bloc comparateur 48 de sorte à pouvoir déterminer la position angulaire du volant moteur 14 et également sa vitesse.
Selon la figure 2, le bloc électronique de synchronisation 36 d’injection de carburant avec la position angulaire du volant moteur 14 est relié électriquement à la sortie 52 du bloc de traitement 50 du signal du bloc électronique de détermination de la position angulaire 24 du volant moteur 14 et à l’autre source d’alimentation continu 34. Selon la figure 2, et à titre d’exemple non limitatif, l’autre source d’alimentation continu 34, produisant plus d’énergie que le signal électrique d’alimentation continu issu du capteur à effet de champ 18 comprend un générateur (54) d’alimentation 54 tel que par exemple et de manière non limitative, un alternateur 54, et également un élément de régulation de signal continu 56 relié électriquement au générateur 54 de sorte à produire le signal électrique de l’autre source d’alimentation continu 34. Cependant, bien que pouvant produire plus d’énergie que le capteur à effet de champ 18, le générateur 54 ne peut être en état de fonctionnement stabilisé dès le premier cycle de rotation du volant moteur 14. L’énergie disponible par l’autre source d’alimentation continu 34 permettant au bloc électronique de synchronisation 36 d’injection de carburant avec la position angulaire du volant moteur 14 de fonctionner de façon optimale, n’est disponible généralement qu’après un laps de temps durant lequel le bloc électronique de détermination de la position angulaire 24 du volant moteur 14, alimenté par le biais du capteur à effet de champ 18 relié à l’élément de régulation d’alimentation électrique 26, détermine la position angulaire du volant moteur 14. L’énergie électrique provenant du générateur 54 peut permettre également l’alimentation électrique d’autres organes du dispositif de démarrage 10 ou encore d’alimenter tout système comprenant le dispositif de démarrage 10 selon la figure 2.
Selon la figure 3, une méthode 100 de commande du dispositif de démarrage de moteur à combustion tel que décrit aux figures 1 et 2 comprend une première étape consistant à actionner 110 mécaniquement la rotation du volant moteur 14 coopérant avec le capteur à effet de champ 18 de sorte à générer 120 un signal électrique alternatif dès la rotation du volant moteur 14. L’étape suivante consiste à fournir 130 un signal électrique d’alimentation continu régulé en convertissant le signal électrique alternatif dès la rotation du volant moteur14. L’étape suivante consiste à alimenter 140 le bloc électronique de détermination de la position angulaire 24 du volant moteur 14 dès la rotation du volant moteur 14 par le signal électrique d’alimentation continu de sorte à lui fournir l’énergie nécessaire pour effectuer l’étape suivante consistant à déterminer 150 la position angulaire du volant moteur 14 au plus tard dès la fin du second cycle de rotation du volant moteur 14, de préférence à l’issu du premier cycle de rotation du volant moteur 14.
Selon la figure 3, la méthode peut comprendre également quatre étapes supplémentaires 160, 170, 180; 190 permettant en plus de la détermination de la position angulaire du volant moteur 14 et donc également de sa vitesse, d’aboutir à une synchronisation complète entre les pistons du moteur via la supervision de la rotation du volant moteur 14 par le capteur à effet de champ 18 avec l’injection de carburant. Ces quatre étapes comprennent notamment une étape consistant à fournir 160 une autre source de d’alimentation électrique continu 34 comprenant un générateur 54 d’alimentation, tel que par exemple et de manière non limitative, un alternateur, et un élément de régulation de signal continu 56 relié électriquement au générateur 54, une étape suivante consistant à alimenter 170 électriquement le bloc électronique de synchronisation 36 d’injection de carburant avec la position angulaire du volant moteur 14 par l’autre source d’alimentation continu 34. L’autre source d’alimentation comprenant le générateur 54 du dispositif 10, l’étape suivante consiste à attendre 180 la stabilisation de l’autre source d’alimentation électrique continu 34 au moins durant l’étape de détermination 150 de la position angulaire du volant moteur 14 de sorte que la tension générée par le générateur 54 puisse se stabiliser; et enfin une étape consistant à synchroniser 190 l’injection de carburant avec la position angulaire du volant moteur 14 suite à l’étape de détermination 150 de la position angulaire du volant moteur 14.
Il doit être bien entendu que la description détaillée de l’objet de l'Invention, donnée uniquement à titre d'illustration, ne constitue en aucune manière une limitation, les équivalents techniques étant également compris dans le champ de la présente invention.
Claims (10)
- Dispositif (10) de démarrage de moteur à combustion comprenant :
-un volant moteur (14);
-un dispositif d’entrainement (16) du volant moteur (14) configuré pour pouvoir être actionné mécaniquement;
-un capteur à effet de champ (18) agencé en regard d’un élément mobile (22) coopérant avec le volant moteur (14) et comprenant une sortie électrique (20) configurée pour délivrer un signal électrique alternatif représentatif de la rotation du volant moteur (14);
-un bloc électronique de détermination de la position angulaire (24) du volant moteur (14) relié électriquement à la sortie électrique (20) du capteur à effet de champ (18) ; caractérisé en ce que:
-le dispositif (10) de démarrage comprend un élément de régulation d’alimentation électrique (26) comprenant une entrée (28) reliée électriquement à la sortie électrique (20) du capteur à effet de champ (18) et comprenant une sortie de régulation (30) configurée pour fournir un signal électrique d’alimentation continu dès la rotation du volant moteur (14);
-le bloc électronique de détermination de la position angulaire (24) du volant moteur (14) comprend une entrée d’alimentation continu (32) reliée électriquement à la sortie de régulation(30). - Dispositif (10) selon la revendication précédente caractérisé en ce que le bloc électronique de détermination de la position angulaire (24) du volant moteur (14) comprend qu’une seule entrée d’alimentation électrique continu (32).
- Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’élément de régulation d’alimentation électrique (26) comprend un élément de type convertisseur signal électrique alternatif/continu (42) et un élément de stabilisation de la tension continu (43).
- Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le bloc électronique de détermination de la position angulaire (24) du volant moteur (14) comprend un bloc électronique comparateur (48) de phases du signal électrique alternatif et un bloc de traitement (50) du signal de sortie du bloc comparateur (48) de sorte à déterminer la position angulaire du volant moteur (14).
- Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’élément mobile (22) coopérant avec le volant moteur (14) comprend une couronne dentée solidaire du volant moteur (14).
- Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif de démarrage (10) comprend de plus:
-une autre source d’alimentation continu (34);
-un bloc électronique de synchronisation (36) d’injection de carburant avec la position angulaire du volant moteur (14) relié électriquement à l’autre source d’alimentation continu(34) et relié électriquement au bloc électronique de détermination de la position angulaire (24) du volant moteur (14). - Dispositif (10) selon la revendication précédente caractérisé en ce que l’autre source d’alimentation continu (34) comprend un générateur (54) d’alimentation et un élément de régulation de signal continu (56) relié électriquement au générateur (54).
- Véhicule (12) motorisé comprenant le dispositif (10) de démarrage de moteur à combustion de l’une quelconque des revendications précédentes.
- Méthode (100) de commande du dispositif (10) de démarrage de moteur à combustion selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 comprenant les étapes de:
-actionner (110) mécaniquement la rotation du volant moteur (14);
-générer (120) un signal électrique alternatif par le moyen d’un capteur à effet de champ (18) agencé en regard d’un élément mobile (22) coopérant avec le volant moteur (14) dès la rotation du volant moteur (14);
-fournir (130) un signal électrique d’alimentation continu régulé en convertissant le signal électrique alternatif dès la rotation du volant moteur (14);
-alimenter (140) un bloc électronique de détermination de la position angulaire du volant moteur (14) dès la rotation du volant moteur (14) par le signal électrique d’alimentation continu;
-déterminer (150) la position angulaire du volant moteur (14) au plus tard dès la fin du second cycle de rotation du volant moteur (14). - Méthode (100) de commande selon la revendication 9 caractérisée en ce qu’elle comprend de plus les étapes de :
-fournir (160) une autre source de d’alimentation électrique continu (34) comprenant un générateur (54) d’alimentation et un élément de régulation de signal continu (56) relié électriquement au générateur (54);
-alimenter (170) électriquement un bloc électronique de synchronisation (36) d’injection de carburant avec la position angulaire du volant moteur (14) par l’autre source d’alimentation continu (34);
-attendre (180) la stabilisation de l’autre source d’alimentation électrique continu (34) au moins durant l’étape de détermination (150) de la position angulaire du volant moteur (14);
-synchroniser (190) l’injection de carburant avec la position angulaire du volant moteur (14) suite à l’étape de détermination (150) de la position angulaire du volant moteur (14).
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