Brevet FR2478238A1 — publié le 19810918

La présente invention concerne un système de con- mande d'un embrayage électromagnétique, et elle porte plus particulièrement sur un système de commande d'un embraya- ge électromagnétique à poudre en fonction des conditions de conduite du véhicule. L'embrayage électromagnétique à poudre comprend un élément d'entraînement annulaire qui est fixé au vile- brequin du moteur, une bobine d'aimantation qui est placée dans l'élément d'entraînement, un élément entraîné qui est fixé à l'arbre d'entrée de la transmission en laissant un entrefer par rapport à l'élément d'entraînement, et de la poudre placée dans l'embrayage. Lorsqu'on appuie sur la pédale d'accélérateur, un courant électrique circule dans la bobine d'aimantation afin d'aimanter l'élément d'entraînement. La poudre s'agglomère dans l'entrefer sous l'effet du flux magnétique, si bien que l'élément entraîné est accouplé à l'élément d'entraînement par l'intermédiaire de la poudre. La puissance du moteur peut ainsi être transmise à la transmission. Lorsqu'on manoeuvre un levier de changement de vitessespour changer le rapport de la transmission, le circuit relatif à la bobine d'aimantation est ou- vert. L'embrayage est ainsi débrayé et on peut effectuer le changement de rapport en manoeuvrant le levier de changement de vitesses. Cependant, si l'embrayage est débrayé dans des conditions de conduite à vitesse éle- vée et d'accélération rapide, on ne peut pas assurer la conduite du véhicule de la manière désirée. L'invention a pour but de réaliser un système qui commande le courant circulant dans la bobine d'ai- mantation en fonction de signaux qui sont obtenus par la détection de la vitesse du moteur et des conditions de conduite du véhicule. L'invention consiste en un système destiné à commander un embrayage électromagnétique d'un moteur à combustion interne monté sur un véhicule, qui compor- te un élément d'entraînement fixé à un vilebrequin de ce moteur à combustion interne, une bobine d'aimantation placée dans l'élément d'entratnement, un élément entraîné adjacent à l'élément d'entraînement, une transmission ac- couplée à l'élément entraîné et comportant des engrenages à plusieurs rapports, et un levier de changement de vites- ses destiné à manoeuvrer la transmission, système de commande caractérisé en ce qu'il comprend un contact de levier de changement de vitessesdestiné à produire un signal pendant la manoeuvre du levier de changement de vitesses, un capteur destiné à détecter la vitesse du véhicule et à produire un signal lorsque la vitesse dé- passe une valeur prédéterminée, un interrupteur de main- tien d'embrayage destiné à produire un signal lorsque la vitesse du moteur dépasse une valeur prédéterminée, et des moyens de commande destinés à maintenir la circula- tion du courant dans la bobine d'aimantation lorsque le capteur et le contact de maintien d'embrayage produisent des signaux de sortie respectifs L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une coupe d'une transmission équipée d'un embrayage électromagnétique utilisé dans un système correspondant à l'invention, La figure 2 est une coupe selon la ligne II-Il de la figure 1, La figure 3 est un graphique montrant la re- lation entre la vitesse d'un moteur, le couple du moteur et le couple de l'embrayage, La figure 4 montre un exemple du système de l'invention, La figure 5 représente un circuit destiné à commander l'embrayage au démarrage du moteur, La figure 6 est un schéma synoptique montrant un système de commande correspondant à linvention, La figure 7 est un schéma synoptique montrant la relation entre diverses sortes de contacts et l'em- brayage, et, La figure 8 représente un exemple du circuit de commande. On va maintenant considérer les figures 1 et 2 qui montrent une transmission à laquelle l'invention est appliquée. La référence 1 désigne un embrayage électroma- gnétique à poudre, la référence 2 désigne une transmis- sion à 4 vitesses et la référence 3 désigne un disposi- tif réducteur final. L'embrayage électromagnétique à pou- dre 1 est logé dans un carter d'embrayage 4 et il comprend un plateau d'entraînement 6 accouplé à l'extrémité d'un vilebrequin 5 d'un moteur, un élément d'entratnement an- nulaire 8 accouplé au plateau d'entraînement 6, une bo- bine d'aimantation 7 placée dans l'élément d'entrainement 8, et un élément entraîné. 10 qui est accouplé par des cannelures à un arbre primaire 9 de la transmission 2, en laissant un entrefer 11 par rapport à l'élément d'entratnement 8. Une poudre d'une matière magnétique est placée dans une chambre de poudre 12 et cette pou- dre peut emplir l'entrefer 11. Un couvercle 13 est fi- xé sur l'élément d'entraînement 8. Le couvercle 13 com- porte une partie cylindrique coaxiale par rapport à l'arbre primaire 9, sur laquelle une bague 14 est mon- tée de façon fixe. La bague 14 est connectée à l'élément d'entraînement 8 par un conducteur A. Un balai 16 appli- qué contre la bague 14 est supporté dans un porte-balai 17 et il est connecté par un conducteur B à des mo- yens de commande qui sont décrits ci-aprèso Lorsque l'élément d'entratnement 8 est mis en rotation par le plateau d'entraînement 6 et le vilebre- quin 5, la poudre qui se trouve dans la chambre de pou- dre 12 est projetée dans l'entrefer 11 par la force centrifuge. Si la bobine d'aimantation 7 est excitée par le courant qui est appliqué par l'intermédiaire du conducteur B, du balai 16, de la bague 14 et du conduc- teur A, l'élément d'entraînement 8 est aimanté de fa- çon à produire un flux magnétique qui traverse l'élément entraîné 10, comme le montrenties flèches sur la figure 1. La poudre s'agglomère ainsi dans l'entrefer 11, si bien que la puissance du moteur est transmise par l'embraya- ge à l'arbre primaire 9. Le système est conçu de façon que le courant appliqué à la bobine 7 augmente sous l'effet d'une augmen- tation de la vitesse du moteur, afin de permettre une au- gmentation du couple de l'embrayage, comme le montre la figure 3. Pour la première vitesse et la seconde vitesse de la transmission, on fait varier le couple de l'embraya- ge de la manière qui est indiquée par le ligne "L1", afin d'obtenir un démarrage progressif du véhicule.. Pour les troisième et quatrième vitesses, on augmente le couple de l'embrayage de façon abrupte, comme le montre la li- gne "L"'. Les deux lignes de couple "L1" et "L2" coupent respectivement en "P1 " et "P' " la courbe de couple du moteur "m". La région hachurée est celle dans laquelle on fait glisser l'embrayage. Pour les troisième et qua- trième vitesses, l'embrayage est embrayé pour un couple du moteur de valeur faible "P'". Dans la transmission 2, les pignons d'entraîne- ment 18 à 21 de la première vitesse à la quatrième sont réalisés d'un seul tenant sur l'arbre primaire 9 et ils engrènent respectivement avec les pignons entraînés 23 à 26. Les pignons entraînés 23 à 26 sont montés de fa- çon tournante sur l'arbre secondaire 22, parallèle à l'arbre primaire 9. Chacun des pignons entraînés 23 et 24 peut être accouplé à l'arbre secondaire 22 en actionnant un mécanisme synchroniseur 27 qui est can- nelé, qui est accouplé à l'arbre 22 et qui peut de plus être déplacé axialement sur l'arbre 22 par l'intermé- diaire du levier de changement de vitesses (non re- présenté) pour être sélectivement accouplé en rota- tion avec l'un de ces pignons. Chacun des pignons en- trainés25 et 26 est accouplé à l'arbre secondaire par un mécanisme synchroniseur 28 qui est cannelé, qui est accouplé à l'arbre 22 et qui peut de plus être déplacé axialement sur l'arbre 22 par l'intermédiaire du levier de changement de vitesses (non représenté)pour être sélec- tivement accouplé en rotation avec l'un de ces pignons, d'une manière connue. Il existe en outre un train d'en- grenagesde marche arrière 29. Un pignon de sortie 30 est fixé à une extré- mité de l'arbre secondaire 22 et engrène avec une cou- ronne 32 d'un différentiel 31, dans le dispositif ré- ducteur final 3. Ainsi, la puissance de l'arbre secon- daire 22 est transmise à un arbre de roue 37 par l'in- termédiaire de la couronne 32, de la coquille de diffé- rentiel 33, de l'axe 34, des satellites 35 et du plané- taire 36, pour entraîner les roues (non représentées). Lafigure 4 représente un système de commande de l'embrayage décrit cidessus. Le système de commande comprend un dispositif à circuit de commande 38 et des moyens destinés à détecter les conditions de conduite du véhicule. Les moyens de détection des conditions de conduite comprennent un contact de levier de changement de vitesses, 39, actionné par la manoeuvre du levier de changement de vitesses de la transmission, un con- tact d'accélérateur 40 qui est fermé par la pédale d'ac- célérateur, un contact de troisième-quatrième, 41, qui est fermé lorsque la transmission est en troisième vitesse et en quatrième vitesse, un capteur de vitesse 42, un contact de point mort 55 qui est ouvert dans la position de point mort des engrenages, un contact de démarreur 59, un relaisde sécurité 60, un contact de maintien d'embrayage 70 qui est fermé lorsque la pé- dale d'accélérateur est enfoncée d'environ 1/4 de sa course complète, et un capteur de position 71 qui est fermé lorsque l'un des pignons engrène avec le pignon correspondant. Le contact de troisième-qua- trième 41 comprend un poussoir 4la qui est appliqué par un ressort (non représenté) contre une tringle de passage troisième-quatrième, 44. Dans les troi- sième et quatrième vitesses, le contact troisième- quatrième est fermé par le poussoir 41a. Au point mort, le poussoir 4ha pénètre dans une cavité 43 qui est for- mée dans la tringle de passage troisième-quatrième, 44, si bien que le contact de troisième-quatrième 41 est ou- vert. Le capteur de vitesse 42 est conçu de façon à être fermé lorsque la vitesse de déplacement du véhicule dé- passe un niveau prédéterminé. Le contact de poirt mort ,a une structure similaire à celle du contact 41. Au point mort, le poussoir 56 pénètre dans une cavité 57 d'une tringle de passage de vitesses, 58, si bien que le contact est ouvert. Le relais de sécurité 60 est ac- tionné à la fois par le contact de point mort 55 et par le contact de démarreur 59, de façon à fermer le con- tact de relais qui est branché entre un démarreur 61 et une batterie 62. Un câble de batterie 63 est branché à la batterie 62 et au démarreur 61. La tension d'alimentation fournie par une bat- terie 45 est appliquée au dispositif à circuit de com- mande 38 par l'intermédiaire d'un contact à clé 46. Le dispositif à circuit de commande 38 est conçu de façon à faire varier le courant appliqué à la bobine 7 de la manière qui est indiquée par la ligne "L1" ou "tL2" sur la figure 3, conformément aux impulsions provenant du circuit de signal d'allumage 47 et a actionner un brui- teur 48. En outre, un thermocontact 49, conçu de fa- çon à se fermer à une température prédéterminée, est monté sur le carter d'embrayage 4 afin de détecter la température de l'embrayage. Un contact de seconde, 50, conçu de façon à être fermé en seconde vitesse, est connecté en série avec le thermocontact 49. On va maintenant considérer la figure 5 qui montre que le contact de démarreur 59, le relais de sécurité 60 et un transistor 64 sont connectés en sé- rie les uns par rapport aux autres. Une résistance 65 et une diode 66 sont connectées en série et sont en outre connectées aux deux bornes du relais 60, pour former un circuit de suppression des surtensions. Trois résistances 67, 68 et 69 sont connectées entre le contact de démarreur 59 et la masse. Le contact de point mort 55 est connecté au point de connexion des résistances 67, 68. On voit sur le figure 6 que le dispositif à circuit de commande 38 comprend un circuit de décision 72 et un circuit de commande 73. Le contact de levier de changement de vitesses 39, le capteur de vitesse 42 et le contact de maintien d'embrayage 70 sont connectés au circuit de décision 72. D'autre part, la bobine 7 et le circuit de signal d'allumage 47 sont connectés au circuit de commande 73. Démarrage du moteur Le levier de changement de vitesses est placé au point mort de façon à ouvrir le contact de point mort (figure 5). Le contact à clé 46 est fermé et le con- tact de démarreur 59 est fermé. Ainsi, comme le montre la figure 5, le courant circule dans le relais de sécurité et le transistor 64, ce qui ferme le contact de relais. De ce fait, un contact (non représenté) est fermé dans le démarreur 61 pour faire démarrer le moteur. Si le levier de changement de vitesses n'est pas au point mort, ce qui signifie que l'un des pignons de la transmission engrène avec le pignon correspondant, le contact de point mort 55 est fermé. De ce fait, le tran- sistor 64 est bloqué, si bien que le relais 60 n'est pas excité. Le contact de démarreur 59 ne peut donc pas être actionné, ce qui empêche un démarrage intempestif du vé- hicule. Demarrage et conduite du véhicule Lorsque le contact d'accélérateur 40 est fermé, le dispositif à circuit de commande 38 est actionné de façon à appliquer la tension de sortie de la batterie à la bobine d'aimantation 7 de l'embrayage. Lorsqu'on fait démarrer le véhicule en première vitesse, le couple de l'embrayage varie conformément à la ligne YL i" sur la figure 3, ce qui permet de faire démarrer progressivement le véhicule. Dans le démarrage en seconde vitesse, si la température de l'embrayage est basse et le thermocontact 49 est ouvert, la fermeture du contact de seconde 50 ne produit aucun effet sur le dispositif à circuit de comman- de 38. Le véhicule peut ainsi démarrer avec le couple d'embrayage correspondant à la ligne 'IL1ti, comme pour le démarrage en première vitesse. Si on fait passer la transmission en troisième ou en quatrième vitesse, le con- tact de troisième-quatrième 41 est fermé, si bien que le couple de l'embrayage varie selon la ligne "L21'0 Il est donc impossible de faire démarrer le vé- hicule en troisième ou en quatrième vitesse, et cette con- dition est signalée par le bruiteur d'avertissement 48. Si on fait fréquemment démarrer le véhicule en seconde vitesse et si la température de l'embrayage s'élè- ve à un niveau prédéterminé, le thermocontact 49 se ferme. De ce fait, lorsque le contact de seconde 50 est fermé par la manoeuvre du levier de changement de vitesses et le pas- sage en seconde vitesse, le dispositif à circuit de comman- de 38 est actionné de façon à produire le couple d'embraya- ge correspondant à la ligne "L211. Ceci rend impossible le démarrage du véhicule en seconde vitesse. A ce mo- ment, le bruiteur d'avertissement 48 fonctionne également. On peut donc faire démarrer le véhicule en pre- mière vitesse et éviter de détériorer l'embrayage. Changement du rapport de transmission En considérant les figures 6 et 8, on note que lorsque le levier de changement de vitesses est déplacé manuellement dans l'une quelconque des directions de changement de vitesses, le contact de levier de change- ment de vitesses 39 est fermé. Le signal qui résulte de la fermeture du contact de levier de changement de vites- ses 39 actionne le dispositif à circuit de commande 38 qui fait passer à l'état non conducteur un transistor Tr1 dans le circuit de la bobine 7. L'embrayage est ain- si débrayé. Le levier de changement de vitesses est en- suite amené sur la position correspondant à l'une des vitesses, en passant par le point mort. Lorsque la main du conducteur quitte le levier de changement de vitesses, le contact de levier de changement de vitesses 39 s'ouvre. De ce fait, le transistor Tr1 devient conducteur si bien que la bobine 7 est excitée à nouveau pour embrayer l'embrayage. Il n'est pas souhaitable de permettre l'opé- ration de changement de vitesses à un moment quelconque pendant la conduite du véhicule, indépendamment des con- ditions de conduite. Si l'embrayage est débrayé dans une condition de conduite à vitesse élevée et à accélération rapide, on ne peut pas parvenir à conduire le véhicule de la manière souhaitable. Conformément à l'invention, l'em- brayage ne peut pas être débrayé dans de telles conditions de conduite. Lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à une valeur prédéterminée (20 km/h), le capteur de vites- se 42 produit un signal qui est appliqué à une porte lo- gique numérique (porte OU 75) dans le circuit de déci- sion 72. La porte logique numérique fait en sorte que le signal produit par la manoeuvre du contact de le- vier de changement de vitesses 39 agisse sur le circuit de décision 72 et le circuit de commande 73, indépendam- ment du signal résultant de la manoeuvre du contact de maintien d'embrayage 70. Ainsi, le transistor Tr1 du circuit de la bobine 67 est bloqué par l'action du cir- cuit de commande, et on peut changer de vitesses. Lorsque la vitesse du véhicule dépasse la va- leur fixée (20 km/h), le signal du capteur de vitesse 42 passe dans l'autre état, ce qui change le signal d'en- trée qui est appliqué à la porte logique numérique. Sous l'effet du changement du signal d'entrée, le signal de sortie de la porte logique numérique change conformément au signal d'entrée provenant du contact de maintien d'embrayage 70. Si la pédale d'accélérateur n'est pas enfoncée de la valeur prédéterminée, le signal de sor- tie du contact de maintien d'embrayage ne change pas le signal de sortie de la porte logique numérique. On peut donc changer de vitesses en manoeuvrant le levier de changement de vitesses. Cependant, si la pédale d'ac- célérateur est enfoncée de la valeur prédéterminée, le contact de maintien d'embrayage est fermé, ce qui a pour effet de changer le signal d'entrée qui est appliqué à la porte logique numérique. Ainsi, le signal de sortie de la porte logique change, ce qui change le signal qui résulte de la manoeuvre du contact de levier de change- ment de vitesses39. Sous l'effet d'un tel changement de signal, le circuit de commande 73 maintientà l'état con- ducteur le transistor Tr1 du circuit dans lequel est bran- chée la bobine 7. On ne peut donc pas effectuer le chan- gement de vitesses, à moins de relâcher la pédale d'ac- célérateur pour réduire la vitesse du moteur. Ainsi, conformément à l'invention, il est possible d'éviter que l'embrayage soit débrayé pendant la conduite à vitesse élevée et l'accélération rapide. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et repré- senté, sans sortir du cadre de l'invention. -2478238 REVENDICATIONS 1. Système de commande d'un embrayage électro- magnétique d'un moteur à combustion interne monté sur un véhicule, comportant un élément d'entraînement (8) fixé à un vilebrequin (5) du moteur à combustion interne, une bobine d'aimantation (7) placée dans l'élément d'entraî- nement, un élément entraîné (10) adjacent à l'élément d'entraînement, une transmission (2) accouplée à l'élé- ment entraîné et comportant des engrenages à plusieurs rapports, et un levier de changement de vitesse desti- né à manoeuvrer la transmission, caractérisé en ce qu'il comprend: un contact de levier de changement de vitesses (39) destiné à produire un signal pendant la manoeuvre du levier de changement de vitesses, afin de déconnecter la bobine d'aimantation; un capteur (42) destiné à détecter la vitesse du véhicule et à produire un signal lorsque la vitesse dépasse une valeur prédéterminée; un contact de maintien d'embrayage (70) destiné à produire un si- gnal lorsque la vitesse du moteur dépasse une valeur prédéterminée; et des moyens de commande (38) destinés à exercer une action prioritaire sur celle du contact de levier de changement de vitesses afin de continuer à faire circuler un courant dans la bobine d'aimantation lorsque le capteur et le contact de maintien d'embraya- ge produisent des signaux de sortie respectifs. Système de commande d'un embrayage électro- magnétique d'un moteur à combustion interne monté sur un véhicule, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contact de maintien d'embrayage (70) est un contact qui est actionné par une pédale d'accélérateur du véhicule lorsque cette pédale est enfoncée d'une valeur prédéterminée.