Brevet FR2329858A1 — publié le 19770527

La présente invention concerne un dispositif de commande d'un moteur de véhicule automobile permettant, lors des ralentissements devant aboutir à un arrêt du véhicule et pendant les arrêts, de couper automatiquement l'allumage ce qui entraîne l'arrêt du moteur ; le même dispositif relance le moteur automatiquement lors des opérations classiques de redémarrage. Tant les difficultés et le cout de l'approvisionnement en pétrole, que la pollution dans les grandes villes due à une consom maton excessive de carburant automobile, font que le problème d'économie de carburant est un problème crucial. Un réel besoin s'est ainsi fait sentir pour un dispositif commode permettant, surtout lors de la circulation en ville, de couper l'allumage du moteur pendant les périodes de décélération et les périodes d'arrêt correspondant aux encombrements du trafic. Des ordonnances ont même conseillé aux automobilistes de couper le contact à chaque arrêt et de relancer le moteur lorsque les feux de signalisation passaient au vert Ces systèmes ne sont pas pratiques et le but de l'invention est d'automatiser l'arrêt et la relance du moteur lorsque les conditions sont telles que le véhi- cule va s'arreter ou est arrêt. La présente invention concerne tous les véhicules automobiles mus par un moteur à explosion alternatif ou rotatif (moteur à essence avec carburateur ou pompe à injectlon). Plus precisément, le dispositif selon l'invention permet, lors des ralentlssements devant aboutir à un arrêt du véhicule et pendant les arrets, de couper automatiquement l'allumage, et d'autre part de rétablir l'allumage et de redémarrer le moteur lorsque le véhicule doit repartir. Le dispositif comprend des moyens par relais électromécaniques ou transistorisés pour activer le démarreur du véhicule lorsque l'une des conditions suivantes est remplie : pédale de débrayage enfoncée, une vitesse enclenchée, accélérateur au moins légèrement enfoncé ou levier de changement de vitesse au point mort et accélérateur au moins légèrement enfoncé et pour empêcher toute possibilité d'activation lorsque l'une quelconque de ces conditions n'est pas remplie.L'équation logique de cette condition d'activation est : Activation = accélérateur vitesses au ou vitesse + pédale de + démarreur enfoncé Lpoint mort enclenchEe enfoncEe Le présent dispositif a un avantage supplémentaire : il ne permet pas de relancer la voiture avec une vitesse "en prise* ce qui est une sécurité. Le dispositif comporte également des moyens par relais pour couper l'allumage quand et seulement quand le levier de changement de vitesse est au point mort et l'accélérateur est complètement relâché. On peut, selon l'invention, ajouter au dispositif d'activation du démarreur un moyen par relais pour que ledit démarreur ne puisse être activé que lorsque le moteur est arrêté. Dans les deux variantes correspondant au "ou" de l'équation logique, les conditions d'activation du démarreur correspondent à celles habituellement utilisées par un automobiliste quand il veut activer le démarreur et faire démarrer sa voiture. Lorsque l'accélérateur est complètement relâché et qu'on a mis le changement de vitesse au point mort ce qui correspond à un ralentissement du véhicule ou à son arrêt, l'allumage est coupé et le moteur s'arrête par inertie. Dans les embouteillages c'est cette dernière propriété qui contribue à une économie d'essence importante. Le dispositif selon l'invention permet d'obtenir en circulation urbaine encombrée une économie notable de carburant (de l'ordre de 20%) et une importante diminution de la pollution atmosphérique, moins d'oxyde de carbone et moins d'hydrocarbure étant rejeté dans l'atmosphère. Le dispositif de l'invention n'altère aucune des caractéristiques du véhicule sur lequel il est installé qui conserve ses qualités de puissance et de reprise de vitesse. Inutile pour les grands parcours sur route, le dispositif n'est enclenché que pour la circulation urbaine qui comprend de nombreux arrêts ; il va de soi que le dispositif selon l'invention n'est connecté au circuit électrique du moteur que pendant la circulation urbaine, et qu'il est déconnecté, par exemple à l'aide d'un bouton à deux positions, position "ville" et position "route" pour la conduite routière,le circuit électrique classique du moteur fonctionnant alors normalement en position "route". Le règlement nO 15 (A. M. du 30 Juin A970, Journal Officiel du 2 Septembre 1970) définit le parcours type correspondant à une circulation urbaine encombrée. L'étude du parcours type montre que les temps de- parcours se répartissent comme suit - ralenti : 31 % - accélération : 18 % - décélération : 22 % - régime : 29 E Plus de 50 du temps ce parcours correspond au ralenti et à la décélération : ces deux allures sont les plus polluantes en oxyde de carbone et en hydrocarbure et peuvent ainsi selon l'invention être réalisées en grande partie moteur arrêté, ce qui économise une quantité notable d'essence et diminue la pollution. Ainsi cette économie a'essence et cette diminution de pollution, qui pourraient être réalisées en engageant les conducteurs à couper ie contact pendant les arrêts et pendant les décélérations en ville, sont obtenues sans soumettre les conducteurs à une contrainte quelconque. Pour atteindre le but recherché on dlspose sur chaque véhicule le dispositif automatique selon 1' invention arrêtant le moteur et le remettant en marche aux moments opportuns tout en évitant de modifier les gestes quasiautomatiques que fait normalement le conducteur en conduisant son véhicule. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le dispositif comprend - un relais Ra commandé par la pédale de débrayage du véhicule fermant, lorsque Ia pédale de débrayage est enfoncée une liaison La située sur un fil F de connexion électrique reliant un pôle de la batterie au démarreur, - un relais Rb commandé par le levier de changement de vitesse du véhicule fermant une liaison Lb lorsque ledit relais est activé par l'enclenchement dtune vitesse par ledit levier, liaison Lb située -sur le fil de connexion électrique F, et fermant par ia mise au point mort dudit levier qui désactive ledit relais Rb, une liaison L'b située sur un fil E de connexion électrique reliant le même pole de la batterie à un interrupteur I relié au circuit d'allumage, - un relais Rc fermant, lorsqu'il est activé, une liaison Lc située sur le fil F et fermant lorsqu'il est désactivé une liaison L'c située sur le fil E, - un interrupteur d'allumage I, situé sur une connexion électrique reliant la batterie à un le de la bobine d'allumage, ledit interrupteur coupant ladite connexion lorsque les relais Rb,- Rc sont tous deux désactivés et les liaisons L'b et L'c fermées Le relais Rc est soit commandé par la pédale d'accéié- ration, ladite pédale activant le relais Rc et fermant la liaison Lc lorsqu'elle est au moins légèrement enfoncée et désactivant le relais pour fermer la liaison L-'c lorsque ladite pédale est au repos, soit commandé par un bouton poussoir notamment fixé sur le volant, ledit bouton agissant sur le relais pour fermer la liaison Lc lorsqu'il est enfoncé et pour fermer la liaison L'c lorsqu'il est au repos. Selon une Variante avantageuse de l'invention, le relais d'allumage I est temporisé lors de la fermeture avec une constante de temps comprise entre 1 et 6 secondes, préférentiellement de l'ordre de 2 secondes. Comme on le verra par la suite, les relais sont soit électromécaniques, soit transistorisés. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit de différents modes de réalisation donnés à titre explicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées sur lesquelles on a représenté - sur la figure 1, un schéma du dispositif selon 1 'in- Invention utillsant des relais électro-mécaniques, - sur la figure 2, un schéma du dispositif selon l'invention utilisant des relais transistorisés, le circuit du dispositif permettant l'activation du démarreur lorsque la pédale de débrayage est enfoncée, une vitesse enclenchéé, l'accélérateur au moins légèrement enfoncé et le moteur arrêté, - sur la figure 3, un mode de réalisation de l'invention partiellement transistorisé, le circuit permettant l'activation du démareur lorsque l'accélérateur est au moins légèrement enfoncé, le moteur est arrêté et soit le levier de changement de vitesse au point mort, soit une vitesse enclenchée et la pédale d'embrayage débrayée à fond. Sur la figure 1, on a représenté un mode de réalisation selon l'invention, dispositif pouvant être enclenché par l'interrupteur 4 comportant une position a ot le circuit est déconnecté et une position marche m.- En position arrêt a le circuit electro- nique du moteur fonctionne de la manière habituelle et en position m le circuit du dispositif selon l'invention est connecté. Une batterie 2 alimenta le dispositif~qui comprend les relais Ra, Rb, et Rc. Les liaisons La, Lb, Lc-sont situées sur le fil F reliant le polie positif de la batterie 2 au démarreur D. Ces liaisons sont fermées par les contacts 6, 8 et 10 lorsque les relais Ra, Rb et R sont activés.Le fil E reliant le pole positif de la batterie 2 à la bob ne B comporte les liaisons L'b, L'c et l'interrupteur I commandé par ie relais R' ouvrant la liaison Ld, lorsqu'il est activé. L'accélérateur A établit, selon que le relais Rc est activé ou non, les connexions Lc et L'c. Dans ia position Aa l'accélérateur est a^tlve, c1est-à-dire que le pied du conducteur pose sur la pédale d'accélération et dans ia position Ar la pénale d'accélérateur est inactive. Il va de soi que cette commande du relais Rc peut être, comme on l'a déjà indiqué, faite par un bouton de commande situé sur le volant par exemple au lieu d'étre faite par un contacteur sur la pédale d'accélérateur.Les liaisons Lb et L'b sont commandées par le relais Rb activé par le levier de changement de vitesse. La position pm (point mort) correspond au levier de changement de vitesse au point mort, la position v au levier de changement de vitesse avec une vitesse engagée. Le relais Ra est commandé par la pédale de débrayage qui active le relais Ra. A la position D'e correspond une pédale de débrayage inerte, et dans la position D'd la même pédale est débrayée à fond. Aux posi tisons telles que Ar, Aa, Pm, v, D'e et D'd correspondent des positions différentes des liaisons du type L commandes par les relais de type R. Le relais R' commande l'alimentation vers un pôle, pré férentiellement le pôle négatif, de la bobine d'alimentation. Lorsque les relais Ra, Rb et Rc sont activés, les liaisons La, Lb, et Lc sont fermées et le démarreur D est alimenté, ce qui lance le moteur. Lorsque l'une quelconque des liaisons La, Lb, Lc est ouverte, le démarreur n'est pas alimenté et la liaison par le fil F est interrompue. Lorsque les deux liaisons L'b et L'c sont fermées le relais R' est activé et la liaison Ld est ouverte, ce qui fait que l'allumage est coupé puisque la bobine d'allmentation B n'est plus alimentée. L'activation des relais Ra, Rb et Rc correspond aux positions D'e de D', pm de CV, et Ar de A. Les liaisons L'b et L'c sont fermées lorsque l'interrupteur CV est en position pm et l'accélérateur A en position Ar. Le tableau de vérité cl-dessous indique les différentes actions en fonction des positions des relais commandé par les trois organes, accélérateur (ou bouton poussoir sur le volant), changement de vitesse et débrayage Levier de Accélérateur Débrayage changement ou bouton Ra Rb Rc R' Résultat de vitesse poussoir Allumage coupé, D'e pm Ar inactif inactif inactif activé démarreur h.c Allumage rétabli D'e pm Aa inactif inactif activé inactif démarreur h.c Allumage réftabli D'e v Ar inactif activé inactif inactif démarreur h.c. Allumage rétabli D'e v Aa inactif activé activé inactif démarreur h.c. Allumage coupé D'd pm Ar activé inactif inactif activé démarreur h.c. Allumage rétabli D'd pm Aa activé inactif activé inactif démarreur h.c. Allumage rétabli D'd v Ar activé activé inactif inactif démarreur h.c. Allumage rétabli D'd v Aa activé activé activé inactif démarreur activé Le mode d'emploi du dispositif est le suivant, compte tenu du fait que 51 l'interrupteur 4 est en position a le dispositif est hors circuit et le véhicule fonctionne dans les conditions habituelles A l'arrêt au parking; mettre le contact (clé de contact normale du véhcule, et l'interrupteur 4 en position de marche (m). La pédale de débrayage étant au repos (D' en D'ew, ie conducteur n'appuyant pas sur l'accélérateur @A en Ar) et le levier du changement de vitesse étant au point mort (CV en pm, , les trois relais Ra, Rb, et Rc sont inactifs, les liaisons La, Lb et Lc sont ouvertes, le relais Dm du démarreur n'est pas excité, le relais d'allumage l'est et l'allumage est coupé. Pour demarrer on débra@e à fond (D' en D'd) on engage une vitesse (CV en v,- et on appuie légèrement sur l'accélérateur @ou sur le contacteur au volant) : les trois relais R sont excités, les liaisons La, Db, Lc sont fermées le relais Rl est au repos, l'allumage est rétabli, le relais de démarrage est excité, ce qui entralne le démarrage du moteur. En embrayant (D' en D'e), le relais Ra n'est plus excité, ce qui arrête l'action du démarreur ; le véhicule se met en mouvement à une vitesse fonction de l'action sur l'accélérateur. Pour changer de vitesse on débraie (DT en D'd) , on passe au point mort (CV en pm), et dans cette situation Ra est excité, Rb et Rc sont inactifs (liaisons L'b et L'c fermées). Le démarreur est au repos, le relais R' est excité et l'allumage est coupé le moteur tourne par inertie et tend à s'arrêter rapidement. En engageant la vitesse (CV en v) Rb est excité-ce qui ne change rien pour le démarreur, mais le relais R' cesse d'être alimenté et l'allumage est rétabli, le moteur reprend Si les opérations précédentes ont été suffisamment rapldes. Comme on le verra par la suite, le relais R' peut être temporisé pour passer plus facilement les vitesses. En embrayant (D' en D'e), Ra est au repos ce qul ne change rien pour le démarreur et la bobine, et le véhicule est de nouveau entraîné par le moteur à une vitesse fonction de l'action de l'accélérateur. Pour s'arrêter on cesse d'accélérer (A en Art on débraie (D' en D'd) on met le levier de vitesse au point mort (Cv en pmi ; les trois relais Ra, Rb et Rc sont alors au repos mais le relais R' est excité, la bobine n'est plus alimentée, l'allumage est coupé. Le moteur est arrêté, le véhicule poursuit sa course jusqu'au moment où il est arrêté par ltaction du frein. Pendant l'arrêt le véhicule est dans la situation de l'alinéa précédent en attendant le redémarrage. Pour gagner du temps à ce moment, il y a intérêt à maintenir la pédale de débrayage appuyée à fond et engager une vitesse : une légère action sur le contacteur au volent ou sur l'accélérateur suffit pour relancer le moteur. Sur la figure 2 on a représenté un mode de réalisation de l'invention dont l'équation logique unique est donnée ci-dessous Activatlon débrayé à + vitesse accélérateur moteur = fond enclenchée + légèrement arrêté démarreur enfoncé Allumage Vitesse au accélérateur complètement = + point mort relâché coupé Sur cette figure, les commandes au lieu de s'effectuer par relais mécanique sont transistorisées et commandées par les interrupteurs A, D' et CV correspondant à la pédale d'accélérateur (ou un bouton poussoir), à la pédale de débrayage D' et au levier de changement de vitesse.Lorsque ia liaison A est ouverte (position Ar) la liaison est interrompue entre la batterie 2 et le reste du circuit Ceci correspond à la position Ar de la figure 1, de même que la nomenclature des positions Aa, D'e, D4d, pm et v qui elles aussi correspondent aux positions représentées par les mêmes lettres sur la figure 1. Le circuit tel qu'indiqué sur la figure 2 commande l'alimentation de a bobine B et du démarreur D. Sur la figure 2, le relais reliant l'alimentation & la borne négative de la bobine B est assuré par un interrupteur a bobine R'. On vérifiera aisément sur ce schéma que les transistors sont des posés de telle façon que le courant passe ou ne passe pas dans le relais R' commandant l'interrupteur 12, suivant les conditions indiquées dans les équations logiques ci-dessus. Le dispositif de la figure 2 comprend également un circuit électronique Ma qui assure que le- noteur est arrêté lorsqu'on veut activer le démarreur. Sur les figures 2 et 3, les valeurs des résistances sont indiquées en ohm. Le circuit de sécurité Ma du démarreur (condition moteur arrêté) comprend des résistances R1 (2,2K#) et R2(100K#), une capacité C1 de i'ordre de 0.22pF, une capacité C2 ae l'ordre de 40@F et des diodes D1, D2 et D3 La tension aux bornes de la capacité C2 est appliquée, par l'intermédiaire de la résistance de 39K5 reliée à une de ses bornes, à -la base du transistor T1(2N2222) La diode Zener D limite la tension aux bornes de la capacité C2 à une dizaine de voits.Le fonctionnement de ce circuit est le suivant : lorsque la moteur tourne des impulsions sinusoïdales amorties sont engendrées sur la borne négative de la bobine B, impulsions créant une tension intégrée entre les deux bornes de la capacité C2 sensiblement proportionnelle à la vitesse du moteur. La capacité C1 élimine les tensions continues provenant du c;r- cuit de la bobine. Comme on le verra par la suite le transistor T1 fonc tisonne en logique négatIve. Pour que le démarreur D soit activé il faut que le transistor T3 conduise de même que le transistor T2 et que le transistor T1 soit bloqué. Les transistors T2(2N697) et T3(ASZ18) constituent un montage ampiificateur en sortie du transistor T1. Pour que le transistor T1 conduise, il suffit que l'une quelconque des connexions A, CV et Dl reliant la base du transistor T1 à la masse par l'intermédiaire des résistances de 39KQ soit interrompue, auquel cas la base du transistor T1 est reliée à la borne positive de la batterie 2 par une résistance de 39 t 1 = 40K# et.le courant de base est suffisant pour que le transistor T1 conduise. De même s1 le moteur tourne trop vite la tension aux bornes de la capacité C2 est suffisante pour que le transistor conduise. Quand le transistor T1 conduit les transistors T2 et T3 sont bloqués leurs bases étant à la masse et aucun courant ne passe dans le relais 10 et le démarreur n'est pas activé. On voit ainsi que la fonction logique de l'ensemble des transistors T1, T2 et T3 correspond bien à l'équation logique : Activatlon débrayé vitesse accélérateur moteur = + r légèrement + démarreur a fond enclenchée enfoncé arrêté ou Démarreur activé - D'd t V t Aa t moteur arrêté Pour que l'allumage soit coupé, 11 faut que le relais R' soit activé borne négative de la bobine à la masse) c'est-àdire que le transistor T4(ASZ18) conduise. Pour que T4 conduise, il faut que T5(2N697) conduise et pour que T5 conduise il faut que T6(2N2907) conduise et que T7(2N2907) soit bloqué, c'est-à- dire que la base de ce dernier transistor T7 ne soit pas alimentée. Ceci a lieu lorsque les deux connexions vers la masse de la base du transistor T7 sont interrompues ce qui correspond bien à l'équation logique Allwnage accélérateur vitesse au coupé relaché @ point mort, ou R' désactivé = Ar t pm Les capacités C3, Cq et C5 valent 220 F. Les deux transistors T6 et T constituent une bascule de Schmidt qui donne des varlations rapides en sortie pour une tension d'entrée à variation lente. Sur la figure 3 on a représenté une variante du dispositif selon l'invention correspondant aux équations logiques Activation accélérateur = légèrement + moteur + vitesse au ou (vitesse + démarreur enfoncé arrêté point mort (enclenchée débrayé) # à fond ) @ Allumage = accélérateur complètement + vitesses au coupé relaché point mort Les mémes éléments sont notés par les mêmes références que sur la figure 2.On peut vérifier aisément par un raisonnement semblable à celui de la figure 2 et non reproduit par souci de concision que les relais T1, T11, et T1,, réalisent l'alternative de l'équation logique ci-dessus. Sur cette figure, l'allumage est temporisé par le condensateur C6 aux bornes des résistances de 220Kn (variable) et 12K#. Le condenseur C6 vaut dans l'exemple représenté 32WF ce qui correspond avec les résistances considéréese a un délai t de coupure d'allumage maxlmum de l'ordre de 6 secondes (t RC6) correspon- dant à la décharge du condensateur C6 qui ne peut se décharger à travers la diode D4 quand les deux interrupteurs A et CV sont ouverts. En revanche, le condensateur C6 se charge par l'lnter- médiaire de la diode D4 convenablement polarisée (1N4001) lorsque la connexion vers la masse est rétablie à travers A ou CV et le condensateur C6 se recharge avec une constante de temps beaucoup plus faible à travers les résistances de 4,7K# Ainsi le rétablissement de l'allumage est quasi-lnstantane. I1 va de soi que la présente invention ne se limite pas aux modes de réalisation représentés, notamment en ce qui concerne la réalisation des relais mais englobe au contraire toutes les varlantes restant- dans le cadre des équivalences que les relais solent électro-mécaniques ou transistorisés REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande d'un moteur de véhicule automobile permettant d'une part, lors des ralentissements devant aboutir à un arrêt du véhicule et pendant les arrêts, de couper automatiquement l'allumage, ce qui entraine l'arrêt du moteur, et d'autre part de rétablir l'allumage et de redémarrer le moteur lorsque le véhicule doit repartir, caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens par relais pour couper l'allumage quand et seulement quand le levier de changement de vitesse est au point mort et l'accélérateur est complètement relâché. - des moyens par relais pour activer le démarreur quand et seulement quand l'une au moins des deux conditions suivantes est remplie a) - pédale d'embrayage débrayée à fond, vitesse enclenchée par le levier de changement de vitesse, accélérateur au moins légèrement enfoncé, b) - levier de changement de vitesse au point mort et accélérateur au moins légèrement enfoncé. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en plus des moyens par relais pour activer le démarreur quand et seulement quand le moteur est arrêté. 3. Dispositif de commande d'un moteur de véhicule auto mobile selon la revendication 1, caractérise- en ce qu'il comprend - un relais Ra commandé par la pédale de débrayage du véhicule et fermant, lorsque la pédale de débraya,ge est enfoncée une liaison La située sur un fil F de connexion électrique reliant un pôle de la batterie au démarreur, - un relais Rb commandé par le levier de changement de vitesse du véhicule et fermant une liaison Lb lorsque ledit relais est activé par l'enclenchement d'une vitesse par ledit levier, liaison Lb située sur le fil de connexion électrique F en série avec la liaison La et fermant, par la mise au point mort dudit levier désactivant ledit relais Rb, une liaison L'b située sur un fil E de connexion électrique reliant le même pôle de la batterie à un interrupteur I relié au circuit d'allumage, - un relais Rc fermant, lorsqu'il-est activé, une liaison Rc située sur le fil F et fermant, lorsqu'il est désactivé une liaison L'c située sur le fil E en série avec la liaison L'b, - un interrupteur d'allumage I sltué sur une connexion électrique reliant la batterie à la bobine d'allumage, ledit interrupteur I coupant ladite connexion lorsque les relais Rb et Rc sont tous deux désactivés et les liaisons L'b et L'c fermées. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le relais Rc est commandé par un contacteur sur la pédale d'accélération,ladite pédale activant le relais Rc et fermant la liaison Lc lorsqu'elle est enfoncée, et désactivant le relais Rc pour fermer la liaison L'c lorsqu'elle est au repos. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le relais Rc est commandé par un bouton poussoir, ledit bouton agissant sur le relais pour fermer la liaison Lc lorsqu'il est enfoncé et pour fermer la liaison L'c lorsqu'il est au repos. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le relais d'allumage est temporisé lors de ia fermeture avec une constante de temps comprise entre 1 et 6 secondes, préférentiellement de l'ordre de 2 secondes. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les relais sont constitués par des éléments électro-mécaniques activés par des bobines soiénoïdales, 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les relais sont constitués par des transistors. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que tous les relais autres que le relais d'allumage sont des relais transistorisés et le relais d'allumage un relais électro-mécanique.