Brevet FR2475470A1 — publié le 19810814

1. La présente invention concerne un système perfec- tionné d'entraînement d'accessoires pour automobiles. Les au- tomobiles modernes sont de plus en plus équipées d'accessoires divers, dont certains rendent la conduite plus facile, et amé- liorent le confort des passagers. Parmi ces accessoires, on peut citer les ventilateurs de moteur, les alternateurs de charge des batteries, la climatisation, et les pompes de flui- de de refroidissement du moteur, et des servo-moteurs permet- tant le fonctionnement des transmissions automatiques, de la direction, des freins et analogues. Ces accessoires sont con- çus pour fonctionner à la vitesse maximum du moteur; cepen- dant, la plupart des accessoires ont une vitesse de fonction- nement optimum dans certaines conditions. Pour de faibles vi- tesses du moteur, l'abaissement du rendement ou de la puissance 1S dû au fonctionnement des accessoires est généralement faible. Aux vitesses élevées, la perte de puissance due au fonctionne- ment des accessoires est beaucoup plus grande. On a suggéré dans l'art antérieur des systèmes d'en- traînement d'accessoires qui répondent seulement à la vitesse du moteur; qui modifient la commande pour obtenir un rapport de commande d'accessoires plus faible alors que la vitesse du moteur augmente, ce qui permet de maintenir essentiellement une vitesse constante des accessoires pour la plus grande par- 2. tie de la vitesse du véhicule. De tels systèmes d'entraînement ne sont généralement pas sensibles à la demande, ou sortie des accessoires, et ne sont pas non plus sensibles à la demande à laquelle le moteur du véhicule est soumise. Par exemple, dans un système C'entraînement d'accessoires répondant à la vitesse du moteur, la consommation de puissance due aux accessoires peut rendre l'accélération du véhicule "molle" ou non existante. Un système d'entraînement d'accessoires courant peut être conçu pour fournir une sortie adéquate dans les pires con- ditions de fonctionnement. Par exemple, le ventilateur d'un mo- teur doit tourner à une vitesse suffisamment grande pour refroi- dir un véhicule climatisé marchant au ralenti pour une tempé- rature de jour de 350C. Ainsi, le ventilateur tourne à une vi- tesse beaucoup plus grande que la vitesse réellement nécessai- re au refroidissement lorsque les conditions sont moyennes. Il consomme ainsi davantage de puissance - et par conséquent de carburant - que cela n'est généralement nécessaire. En géné- ral, tous les accessoires ont la caractéristique de gaspiller l'énergie pour fournir une sortie adéquate dans le cas o les conditions sont extrêmes. Un système idéal d'entraînement d'ac- cessoire peut alors être envisagé comme étant la combinaison d'ensembles énergétiques séparés pour chaque accessoire, chacun pouvant être commandé individuellement de façon à assurer un fonctionnement idéal de l'accessoire. On peut imaginer le sup- plément de coût entraîné par un tel système, ainsi que les besoins en place lorsque la tendance est à l'utilisation de sys- tèmes plus compacts et plus légers dans des espaces plus petits. La présente invention concerne un système d'entraî- nement d'accessoires à deux vitesses, dans lequel des poulies montées sur le vilebrequin du moteur, l'arbre à came et les ac- cessoires sont interconnectées par un ou plusieurs moyens d'entraînement, par exemple, par des courroies en élastomère. Dans le mode de réalisation préféré de la présente invention, un embrayage à roue libre supporte la poulie de l'arbre à came et un embrayage commandable la poulie du vilebrequin. L'embra- yage commandable peut être conçu de façon à répondre à un si- gnal électrique ou autre produit par un dispositif de contrôle 3. ou de détection qui contrôle ou détecte le fonctionnement des accessoires et/ou du moteur du véhicule dans les conditions de fonctionnement existantes. Cet embrayage peut être un embra- yage électromagnétique; l'embrayage à roue libre et commanda- ble peut être un embrayage de l'art antérieur dans la mesure o il accomplit les fonctions requises. Avec le système d'entraînement d'accessoires de la présente invention, les accessoires peuvent être actionnés suivant un faible rapport d'entraînement par l'arbre à came îO lorsque la demande à laquelle ils sont soumis est petite et suivant un rapport élevé par le vilebrequin lorsqu'elle est petite et dans un rapport élevé par le vilebrequin lorsqu'elle est grande. De plus, dans le cas o la demande exercée sur le moteur et la demande exercée sur les accessoires sont toutes deux importantes, le rapport d'entraînement des accessoires peut passer d'une valeur élevée à une faible valeur de façon à assurer la fourniture d'une puissance suffisante par le moteur pour permettre un fonctionnement correct et/ou souhaité du vé- hicule. Par exemple, dans un véhicule de puissance relativement petite et pendant une journée très chaude, les accessoires fonctionneront généralement suivant le rapport élevé de façon que le système de climatisation assure un confort adéquat aux passages. Lorsqu'il faut une puissance supplémentaire, par exemple lors d'un changement de vitesse, le rapport d'entraîne- ment du système d'entraînement des accessoires peut passer d'une valeur élevée à une faible valeur pendant la durée néces- saire à la fourniture de la puissance supplémentaire imposée par la manoeuvre. Dans les systèmes d'entraînement d'accessoires complexes, le rapport d'entraînement peut être contrôlé par un ordinateur et/ou par d'autres dispositifs de contrôle; de tels dispositifs sont couramment offerts pour différentes sé- ries de véhicules et il est prévu que leur utilisation devien- dra beaucoup plus courante dans le proche avenir. Cependant, le système d'entraînement d'accessoires de la présente invention peut être actionné manuellement par le conducteur de l'automo- bile, par exemple avec un commutateur ouvert-fermé placé dans 4. un système électrique relativement simple ou par un levier compris dans un système mécanique relativement peu compliqué. Dans la mesure o les accessoires peuvent être ac- tionnés la plupart du temps avec un rapport d'entraînement de faible valeur, c'est-à-dire à partir de l'arbre à came (par opposition aux dispositifs existants qui fonctionnent à partir du vilebrequin), il faut moins de puissance et par conséquent on réalise des économies de carburant. De plus, le système est relativement petit et peut facilement être adapté à la nouvelle génération de moteurs montés transversalement des vé- hicules à traction avant lorsque l'espace est un paramètre-im- portant. Dans la description précédente il a été fait men- tion de l'arbre à came et du vilebrequin. Par inhérence, dans un moteur à quatre temps, l'arbre à came tourne exactement à la moitié de la vitesse du vilebrequin. Cependant, les acces- soires peuvent être entraînés à partir d'un arbre autre que l'arbre à came, par exemple, d'un arbre d'équilibrage entraîné par une chaîne ou une courroie de distribution et à une vites- se inférieure à celle du vilebrequin. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci- joints dans lesquels La figure 1 représente un mode de réalisation du système d'entraînement d'accessoires de la présente invention; La figure 2 représente un autre mode de réalisation du système d'entraînement d'accessoires de la présente inven- tion; La figure 3 est une représentation d'un autre mode de réalisation du système d'entraînement d'accessoires de la présente invention; et La figure 4 représente des courbes de deux rapports d'entraînement pour le système, ainsi qu'un passage typique entre les deux rapports d'entraînement. En liaison maintenant avec la figure 1 des dessins, un système d'entraînement d'accessoires à oeurroies multiples selon la présente invention comprend une première poulie 10 5. reliée au vilebrequin 12 d'un moteur (non représenté) par un embrayage commandable 14 tel qu'un embrayage électromagné- tique, une seconde poulie 16 reliée à l'arbre à came 18 par un embrayage à roue libre 20 et des poulies supplémentaires 22, 24,26 et 28 reliées, respectivement à des accessoires di- vers tels qu'un compresseur de climatiseur 30, un alternateur 32, une pompe de direction 34 et une pompe à eau 36. Chacun de ces accessoires fonctionne généralement à une vitesse dif- férente de celle des autres, la vitesse de fonctionnement étant obtenue par le système de poulies. L'arbre à came 18 fonctionne à une vitesse moitié de celle du vilebrequin 12. Les poulies 10, 16, 24 et 26 sont reliées par une courroie d'entraînement 38; les poulies 10, 16 et 22 par une courroie et les poulies 16, 28 et 24 par une courroie 42. Un ten- deur 44 sert à maintenir la tension de la courroie 42. Alors que le système représenté ne comporte que quatre accessoires, on comprendra que d'autres systèmes peuvent inclure des ac- cessoires supplémentaires dans la mesure o le système d'en- trainement comprend les poulies 10 et 16 de vilebrequin et d'arbre à came et leurs embrayages respectifs 14 et 20. Les deux embrayages 14 et 20,bien que de type dif- férent, sont des dispositifs de l'art antérieur, qui ne né- cessitent aucune description complémentaire, sauf toutefois de la façon avec laquelle l'agencement fonctionne. Le système d'entraînement d'accessoires peut compren- dre en outre un dispositif de contrôle ou détecteur 46 permet- tant de contrôler la fonction des accessoires et du moteur et un moyen de commande 48, tel qu'un mini-ordinateur, permet- tant d'actionner ou d'arrêter, suivant le cas, l'embrayage 14. Des mini-ordinateurs du type utilisé dans la présente inven- tion se rencontrent maintenant dans certains véhicules et leur plus grande utilisation dans les véhicules de l'avenir semble une certitude. Comme cela se comprendra facilement à l'étude des conditions normales de fonctionnement, la commande des cour- roies 38, 40 et 42 se fait par l'intermédiaire de la poulie 16 et de l'embrayage 20 à partir de l'arbre à came 18, la poulie 6. du vilebrequin 12 fonctionnant en roue libre sur l'arbre 12. Dans ce mode de fonctionnement, les accessoires se trouvent dans le second rapport d'entraînement ou rapport de faible va- leur. Lorsque le dispositif de contrôle ou détecteur 46 détec- te une variation des caractéristiques de fonctionnement de l'un des accessoires, indiquant la nécessité de procéder à une aug- mentation du rapport d'entraînement, le moyen de commande 48 envoie un signal à l'embrayage 14, ce qui a pour effet d'ac- tionner cet embrayage et de relier la poulie 10 au vilebre- quin 12. Lorsque cela se produit, l'embrayage 20 tourne en roue libre et la commande se fera par l'intermédiaire de la poulie et du vilebrequin 12 suivant un rapport de vitesse plus grand. De même, lorsque le système d'accessoires fonctionne dans le rapport d'entraînement élevé, et qu'un changement se produisant dans les caractéristiques de fonctionnement du véhicule est dé- tecté, indiquant la nécessité d'avoir une diminution du rapport d'entraînement, le moyen de commande cesse d'actionner l'embra- yage 14,de sorte qu'il tourne en roue libre,la commande se fai- sant ainsi par l'embrayage 20. Les accessoires sont alors en- traînés dans le mode de fonctionnement à rapport de vitesse inférieur. La différence principale entre les systèmes d'en- traînement des figures 1 et 2 concerne la façon de relier les diverses poulies. Le système de la figure 1 utilise des cour- roies multiples. Des courroies supplémentaires pourraient être utilisées pour entraîner des accessoires supplémentaires, en cas de nécessité, dans la mesure o ces courroies supplémen- taires et leurs accessoires sont reliés à une poulie de vile- brequin et d'arbre à came. Dans le mode de réalisation de la figure 2, une liai- son à une seule courroie est utilisée, la courroie étant re- présentée par la référence 50 alors que les accessoires et leurs poulies sont représentés par les mêmes numéros de référence que dans la figure 1. Des tendeurs 52 et 54 maintiennent la courroie 50 sous tension. Un autre mode de réalisation de la présente invention est représenté en figure 3 des dessins o une seule courroie 7. d'entraînement 58 relie les poulies 10 et 16 ainsi qu'une poulie 60 servant à l'entraînement des divers accessoires. Comme on le comprendra facilement, le fonctionnement du systè- me de la figure 3 est essentiellement le même que celui des autres modes de réalisation de la présente invention. On comprendra qu'un arbre mené intermédiaire, ac- tionné à une vitesse différente de celle du vilebrequin d'en- traînement, peut être utilisé à la place de l'arbre à came 18 pour l'entraînement de la poulie de commande 16 et de l'em- brayage 20 sans sortir du cadre de la présente invention. Les courbes de la figure 4 représentent deux rap- ports d'entraînement, étant entendu que ces rapports varie- ront en fonction des accessoires et du moteur. Le passage de l'un à l'autre en un certain point - en fonction de la charge imposée aux accessoires et/ou au moteur - est représenté par une ligne en pointillé. L'emplacement particulier de la courbe de passage dépend de divers facteurs et conditions; la courbe représentée ici l'est simplement à titre d'illustration d'un passage typique. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 8. REVENDICATIONS 1 - Système de commande d'accessoires pour moteur à combustion interne de véhicule automobile comportant un vile- brequin (12) avec une poulie (10) et un second arbre (18) avec une poulie (16) qui tourne à une vitesse différente de cel- le du vilebrequin et un ou plusieurs accessoires (30, 32, 34, 36) avec des poulies (22, 24, 26, 28) et au moins une cour- roie d'entraînement (38, 40,42, 50, 58) reliant les poulies, caractérisé en ce qu'il comprend: - un premier embrayage (14) entre la poulie (10) du vilebrequin et le vilebrequin (12); - un second embrayage (20) entre la poulie (16) du second arbre et le second arbre (18); - le premier embrayage (14) pouvant être commandé de façon à solidariser et désolidariser la poulie du vilebrequin et le vilebrequin; - le second embrayage (20) reliant la poulie du se- cond arbre et le second arbre lorsque le vilebrequin est déso- lidarisé de sa poulie et étant en roue libre lorsque le vile- brequin est relié à sa poulie; - les poulies du vilebrequin et du second arbre fournissant un rapport d'entraînement des accessoires à deux vitesses; et - un moyen (48) pour commander le premier embrayage. 2 - Système d'entraînement d'accessoires selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second arbre est un arbre à came (18) tournant à une vitesse moitié de celle du vilebrequin. 3 - Système d'entraînement d'accessoires selon la revendicationl, caractérisé en ce que le moyen commandant (48) le premier embrayage comprend un dispositif de contrôle (46) pour contrôler le fonctionnement des accessoires (30, 32, 34, 36) qui est programmé de façon à solidariser et désolida- riser le premier embrayage (14) en fonction du fonctionnement d'un ou de plusieurs accessoires. 4 - Système d'entraînement d'accessoires selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen (48) de com- 9. mande du premier embrayage comprend un dispositif de contrôle (46) pour contrôler le fonctionnement du moteur qui est pro- grammé de façon à solidariser et désolidariser le premier em- brayage (14) en fonction de la charge exercée sur le moteur. 5 - Système d'entraînement d'accessoires selon la: revendication 1, caractérisé en ce que le premier embrayage (14) est un embrayage électromagnétique. 6 - Système d'entraînement d'accessoires à deux rap- ports d'entraînement associé à un moteur de véhicule entraî- nant un premier arbre (12) à un premier rapport de vitesse et un second arbre (18) à un rapport de vitesse différent, le système entraînant également les accessoires (30, 32, 34, 36) et étant entraîné à un moment au premier rapport et à un au- tre moment au second rapport, caractérisé en ce qu'il com- prend: - un premier moyen d'embrayage (14) et un second moyen d'embrayage (20) associés opérationnellement aux pre- mier (12) et second (18) arbres respectivement; - des moyens de poulie (10, 16, 22, 24, 26, 28) pour chaque arbre et pour les accessoires; desiDyens (38, 40,42, 50, 58) reliant les moyens de poulie; - l'un des moyens d'embrayage (14) pouvant être commandé de façon à solidariser son arbre et sa poulie; - l'autre moyen d'embrayage (20) solidarisant son arbre (18) et sa poulie (16) lorsque leimyen d'embrayage (14) est désolidarisé de son arbre (12) et de sa poulie (10), et tournant en roue libre de façon à désolidariser son arbre et sa poulie lorsque ledit moyen d'embrayage (14) est commandé pour solidariser son arbre et sa poulie; et - un moyen (48) pour commander ledit moyen d'embra- yage (14).