Brevet FR2490303A1 — publié le 19820319

i La présente invention est relative à un système de com- mande d'un embrayage électromagnétique pour véhicule automo- bile, et elle concerne plus particulièrement un système de commande d'embrayage pour modifier la caractéristique de l'em- brayage en fonction de la vitesse du véhicule afin d'empêcher le cognement du moteur. Dans un embrayage électromagnétique, le courant de l'embrayage circule dans un enroulement afin d'engendrer un champ électromagnétique, de sorte que les deux organes du sys- tème de transmission se trouvent reliés magnétiquement ensem- ble afin de transmettre la puissance du moteur à la botte de vitesses. Un embrayage électromagnétique à poudre est une for- me d'un embrayage électromagnétique du type précité. L'embrayage électromagnétique à poudre comprend un or- gane menant annulaire calé sur-le vilebrequin d'un moteur, un enroulement d'aimantation prévu sur l'organe menant, un orga- ne mené calé sur l'arbre d'entrée de la botte de vitesses de manière à délimiter un petit entrefer avec l'organe menant, et un levier de changement pour changer le rapport de la botte de vitesses. Le levier de changement comporte un interrupteur dans le circuit de l'enroulement d'aimantation, qui est actionné lorsqu'on déplace le levier de changement. Lorsque le levier de changement est déplacé dans la position d'engagement d'un rapport, l'interrupteur est fermé pour faire circuler le cou- rant électrique dans l'enroulement afin d'aimanter l'organe menant. Lorsque la pédale d'accélérateur est enfoncée, le cou- rant appliqué à l'enroulement augmente. La poudre magnétique se trouve agglomérée dans l'entrefer entre l'organe menant et l'organe mené, établissant une liaison entre ces deux organes. Le courant d'embrayage circulant dans l'enroulement d'aimanta- tion augmente progressivement suivant le degré d'enfoncement de la pédale d'accélération, tandis que se produit un glisse- ment dans l'embrayage entre les organes menant et mené. Ainsi le véhicule peut être démarré facilement et régulièrement en enfonçant la pédale d'accélérateur sans actionner la pédale d'embrayage. Ceci constitue une technique bien connue. -Un but de l'invention est de fournir un système pour commander le courant circulant dans l'embrayage, de manière a empocher le cognement du moteur provoqué par l'engagement de l'embrayage, en conduite avec un faible couple du moteur. L'invention a en conséquence pour objet de fournir un système pour commander un embrayage électromagnétique d'un mo- teur à combustion interne monté sur un véhicule, qui comporte un organe menant calé sur un vilebrequin du moteur à combus- tion interne, un enroulement générateur de champ magnétique prévu dans ledit organe menant, un orbane mené adjacent audit organe menant, une boite de vitesses calée sur l'organe menant et comportant un dispositif de changement à plusieurs rapports, et un levier de changement pour actionner la botte de vitesses, système caractérisé en ce qu'il comprend un premier capteur pour produire un signal de sortie lorsque la vitesse du véhi- cule est supérieure à une valeur prédéterminée, un second cap- teur pour produire un signal de sortie lorsqu'est sélectionné un rapport à faible démultiplication, un générateur pour pro- duire un signal de sortie en réponse à la vitesse du moteur, un circuit électrique pour commander le courant circulant dans l'enroulement générateur de champ en fonction du signal de sor- tie, des portes sensibles auxdits signaux de sortie provenant desdits premier et second capteurs afin de corriger le courant circulant dans ledit enroulement, lesdites portes étant agen- cées de manière à faire diminuer le courant à la suite de la réception des signaux de sortie, pour assurer un faible couple d'embrayage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'e- xemples et dans lesquels: - la Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un e- xemple d'un embrayage électromagnétique à poudre pour véhicule automobile; - la Fig. 2 est une vue en coupe transversale suivant la ligne II-II de la Fig. 1; - la Fig. 3 est un schéma de circuit pour commander le courant circulant dans l'embrayage; - la Fig. 4 est un diagramme montrant les courbes re- présentant le couple du moteur obtenu au moyen d'un embrayage électromagnétique à poudre classique; - la Fig. 5 est un diagramme montrant les courbes re- présentant le couple obtenu au moyen d'un embrayage électro- magnétique à poudre, suivant l'invention; - la Fig. 6 est un schéma synoptique d'un système de commande suivant l'invention; - la Fig. 7 est un schéma de circuit du système repré- senté à la Fig. 6; - la Fig. 8 est une charte des temps des formes d'ondes correspondant à différentes parties du circuit représenté à la Fig. 7. Les Fig. 1 et 2 montrent une botte de vitesse pour un véhicule, à laquelle est appliquée l'invention, la référence 1 désignant un embrayage électromagnétique à poudre, la réfé- rence 2 désignant une botte de vitesses à quatre rapports et -la référence 3 désignant un étage final de réduction. L'embrayage électromagnétique 1 à poudre est disposé dans un carter d'embrayage et comprend un plateau menant 6 qui est calé sur l'extrémité d'un vilebrequin 5 d'un moteur à combustion interne, un organe menant annulaire 8 fixé sur le plateau menant 6, un enroulement 7 générateur de champ ma- gnétique disposé dans l'organe menant 8, et un organe mené qui est accouplé au moyen de cannelures avec un arbre d'en- trée 9 de la botte de vitesses 2, de façon à délimiter un en- trefer 11 avec l'organe menant 8. Une poudre magnétique est disposée dans une chambre 12 à poudre et l'entrefer 11 est adapté de façon à être rempli par la poudre. Un chapeau 13 est fixé sur l'organe menant 8. Le chapeau ou flasque 13 comporte une partie cylindrique co- axiale à l'arbre d'entrée 9 sur lequel sont fixées des bagues collectrices 14. Les bagues collectrices 14 sont reliées à l'organe menant 8 au moyen d'un conducteur X. Des balais 16 appliqués contre les bagues collectrices 14 sont portés par un porte-balais 17 et reliés au moyen d'un conducteur Y à un dispositif de commande qui va être décrit plus loin. Dans un tel agencement, le plateau menant 6 et 1'orga- ne menant 8 tournent ensemble avec le vilebrequin 5, et la poudre magnétique enfermée dans la chambre 12 à poudre est attirée sur la surface interne de l'organe menant 8 par la force centrifuge. Si l'enroulement 7 est excité par le courant qui lui est appliqué par l'intermédiaire du conducteur Y, des balais 16, des bagues collectrices 14 et du conducteur X, 1'or- gane menant 8 est aimanté et produit un champ magnétique qui circule dans l'organe mené 10 comme représenté par des flèches à la Fig. 1. La poudre est ainsi agglomérée dans l'entrefer 11 de sorte que la puissance du moteur est transmise à l'arbre d'entrée 9 par l'intermédiaire de l'embrayage. Dans la botte de vitesses.2, les pignons 18 à 21 des premier, second, troisième et quatrième rapports sont venus de matière sur l'arbre d'entrée 9. Les pignons menants 18 à 21 engrènent avec des pignons menés 23 à 26 respectivement. Les pignons 23 à 26 sont montés rotatifs sur un arbre de sor- tie 22 qui est parallèle à l'arbre d'entrée 9. Chacun des pi- gnons menés 23 et 24 est adapté pour être engagé en prise avec l'arbre de sortie 22 en actionnant un mécanisme 27 de synchro- nisation, et chacun des pignons menés 25 et 26 est engagé en prise avec l'arbre de sortie 22 au moyen d'un mécanisme de syn- chronisation 28 de façon classique. Il est en outre prévu un pignon 29 de marche arrière. Ainsi en actionnant le levier de changement (non représenté) de la botte de vitesses, le pignon mené 23 est couplé solidairement à l'arbre de sortie 22 par le mécanisme 27 et on obtient le premier rapport sur l'arbre de sortie 22 en raison du fait que la puissance de l'arbre de sortie 9 est considérablement diminuée, et les second, troisiè- me et quatrième rapports peuvent être obtenus respectivement de façon correspondante. Il est en outre prévu sur une extrémité de l'arbre de sortie 22 un pignon de sortie 30 qui engrène avec une couron- ne dentée 32 d'un différentiel 31 de l'étage final de réduc- tion 3 afin de transmettre la sortie de l'arbre de sortie 22 de la botte de vitesses 2, directement à partir de la couron- ne 32 à un pignon latéral 36 par l'intermédiaire d'un bottier 33, d'un croisillon 34 et d'un pignon 35, et ensuite aux roues motrices du véhicule par l'intermédiaire des arbres de roues 37. La Fig. 3 est un schéma d'un circuit électrique princi- pal qui commande l'embrayage électromagnétique à poudre 1. Une extrémité de l'enroulement 7 est reliée à une source d'énergie 40 et son autre extrémité est reliée au collecteur d'un tran- sistor 41 dont l'émetteur est relié à la source 40. Les deux extrémités de l'enroulement 7 sont également reliées respecti- vement à un circuit 42 qui comprend une diode et une résistan- ce. Pour commander électriquement l'enroulement 7 dans le cir- cuit, on applique un signal de commande à la base du transis- tor 41 afin de le rendre conducteur pour permettre le passage du courant électrique de la source 40 dans l'enroulement 7. Le signal de commande est appliqué de façon intermittente à la base du transistor afin de permettre la commutation intermit- tente du transistor afin de commander le glissement de l'em- brayage. En raison du fait que la fréquence du signal de com- mande est déterminée par les impulsions d'allumage du moteur, le couple transmis par l'intermédiaire de l'embrayage électro- magnétique 1 à poudre est fonction de la vitesse du moteur. Dans un système classique de commande d'un embrayage électromagnétique à poudre, le couple de l'embrayage est com- mandé en fonction du rapport choisi de la boite de vitesses de façon à maintenir aussi basse que possible la température de l'embrayage qui est due au glissement de celui-ci au démar- rage du véhicule. Par exemple dans une botte de vitesses à quatre rapports, lorsque le premier ou le second rapport est choisi, le couple de l'embrayage varie de façon à permettre un démarrage sans à coups du véhicule et lorsque le troisième ou le quatrième rapport est choisi, le couple de l'embrayage augmente rapidement, ce qui rend le démarrage difficile pour empêcher un glissement prolongé de l'embrayage qui autrement ferait monter la température de ce dernier. La caractéristique de couple de l'embrayage sera expliquée dans la suite en se référant à la Fig.4. Lorsque le véhicule est conduit en pre- mier ou deuxième rapport, le couple de l'embrayage varie comme représenté par la courbe a en fonction de la vitesse du moteur. Une différence entre la courbe a et la courbe m représentant le couple du moteur lorsque le papillon des gaz est complète- ment ouvert provoque un glissement de l'embrayage pour un em- brayage régulier. Lorsque le couple de l'embrayage a atteint le point b qui représente le couple nominal c de l'embrayage, celui-ci est parfaitement engagé en prise. En troisième ou qua- trième rapport, le couple de l'embrayage varie et forme une courbe d ayant une pente qui se trouve dans une zone de non- constance avec un faible couple du moteur. Lorsque la vitesse du véhicule atteint une valeur prédéterminée n (environ 20 km/h en quatrième rapport, à 1200 t/m), le courant d'embrayage to- tal passe dans l'enroulement et fournit le couple nominal de l'embrayage comme représenté par f, de sorte que le glissement de l'embrayage peut être évité. Un tel agencement classique est extrêmement efficace pour empêcher un démarrage en troisième ou quatrième rapport et diminuer ainsi la température engendrée dans l'embrayage 1. Cependant du fait que l'embrayage est maintenu engagé en prise à une vitesse de 20 à 30 km/h lorsqu'on conduit en quatrième rapport, un faible couple du moteur est transmis aux roues mo- trices, ce qui provoque un cognement du moteur. Le levier de changement doit alors être actionné pour rétrograder, ce qui complique l'utilisation de la botte de vitesses. En considérant les inconvénients précités, la présente invention vise à réaliser un système de commande pour embraya- ge électromagnétique pour véhicule, qui soit capable de modi- fier les caractéristiques de couple de l'embrayage en fonc- tion de la vitesse du véhicule en troisième ou quatrième rap- port afin d'empècher une montée de la température dans une plage de basse vitesse et pour empêcher le cognement du moteur dans une plage de vitesse élevée du véhicule. Les caractéristiques de couple de l'embrayage suivant l'invention seront décrites en référence à la Fig. 5. Dans le premier ou le second rapport, la caractéristique est représen- tée par la même courbe q que celle obtenue dans l'embrayage classique, qui provoque le glissement de l'embrayage. En troi- sième ou quatrième rapport, dans la plage dans laquelle la vitesse du véhicule est inférieure à une vitesse prédéterminée n (c'est-à-dire 20 km/h, qui est la vitesse à environ 1200 t/m du moteur en quatrième rapport), la caractéristique de l'em- brayage est représentée par une courbe à pente accentuée repré- sentée par i, mais après que la vitesse du véhicule ait aug- menté jusqu'à une valeur supérieure à la vitesse prédéterminée n, le couple de l'embrayage diminue et est commandé de façon à décrire la courbe i qui représente la même caractéristique que la courbe 2 en premier ou second rapport. Ainsi la caracté- ristique de l'embrayage en conduite en troisième et quatrième rapport est discontinue pour une vitesse prédéterminée n du véhicule. En conséquence, en conduite du véhicule à basse vi- tesse, l'augmentation de température au démarrage du véhicule, en troisième ou quatrième rapport peut être empêchée, c'est-à- dire que le conducteur ne peut pas en fait faire démarrer le véhicule. Par ailleurs, lorsque le véhicule est conduit à gran- de vitesse, la variation de couple provenant du moteur est ab- sorbée par le glissement provoqué par un faible couple d'em- brayage de sorte que le cognement du moteur du véhicule peut être empêché. On décrira maintenant un mode de réalisation de l'in- vention en se référant au dessin. La-Fig. 6 est un schéma synoptique d'un système de con- trôle d'embrayage électromagnétique suivant l'invention. Un générateur d'impulsions 45 produit des impulsions de sortie en proportion des impulsions d'allumage du moteur. Les impulsions d'allumage provenant du générateur d'impulsions 45, sont appli- quées à un circuit 46 de mise en forme et sont en outre trans- mises à un multivibrateur monostable 48 par l'intermédiaire d'un circuit différentiateur 47. La sortie du multivibrateur monostable est appliquée à un circuit d'attaque 50 par l'inter- médiaire d'une porte OU 49. Un signal de vitesse du véhicule est engendré par un capteur 52 de la vitesse du véhicule lors- que celle-ci est inférieure à une vitesse prédéterminée, et un capteur 53 de botte de vitesses produit un signal de botte de vitesses en réponse à la sélection du troisième et du quatriè- me rapports. Les deux signaux sont appliques à un circuit cor- recteur 51 qui envoie des signaux de commande au multivibrateur monostable 48 et à la porte OU 49. Comme représenté à la Fig. 7, le multivibrateur mono- stable 48 comprend une porte 54 NON-OU, un condensateur C et un inverseur 55. Une résistance R1 est reliée entre le multi- vibrateur monostable et une tension Vc. Le circuit correcteur 51 comprend un inverseur 56 et une porte ET 57, une porte NON- OU 58 et un transistor 59. Le signal de vitesse provenant du capteur 52 est appliqué à la porte ET 57 et à la porte NON-OU 58 par l'intermédiaire de l'inverseur 56, et le signal de bot- te de vitesses provenant du capteur 53 est également appliqué à la porte ET 57 et à la porte NON-OU 58. Le transistor 59 et la résistance R2 sont reliés en série entre une tension Vc et l'inverseur 55. La sortie de la porte ET 57 est reliée à la base du transistor 59, les deux sorties de la porte NON-OU 58 et du multivibrateur monostable 48 sont appliquées à la porte OU 49, et la sortie du circuit OU est reliée à la base du tran- sistor du circuit d'attaque 50. Le fonctionnement du circuit sera décrit en référence à la charte des temps de la Fig. 8. Dans le système comprenant les circuits de la Fig. 7, le couple d'embrayage est augmenté en proportion de la vites- se du moteur (impulsions d'allumage), et le signal de vitesse du véhicule provenant du capteur 52 et le signal de botte de vitesses provenant du capteur 53 passent d'un niveau bas à un niveau haut lorsque le véhicule est conduit à une vitesse su- périeure à une vitesse prédéterminée et en troisième ou qua- trième rapport respectivement. Plage I de la Fig. 8: Le véhicule est conduit à une vitesse inférieure-à la vitesse prédéterminée en premier ou second rapport. Des impulsions d'allumage provenant du générateur 45 et désignées par D sont appliquées au circuit 46 de mise en forme pour donner à chaque impulsion la forme d'une onde car- rée représentée par E, en supprimant l'oscillation dans l'im- pulsion de D. Les impulsions E sont appliquées au circuit dif- férentiateur 47 dans lequel l'impulsion E est différenciée et est changée de façon à présenter la forme désignée par F qui est à son tour appliquée au multivibrateur monostable 48. Le multivibrateur monostable 48 engendre une impulsion M à la suite de la réception d'un potentiel positif. L'impulsion pré- sente une largeur T1 qui dépend de la constante de temps dé- terminée par la capacité C et les résistances R1 et R2 (T1 l 0,69 x C x R1. R2/(R1+R2)). L'impulsion M rend conducteur le transistor du circuit d'attaque 50 à travers la porte OU 49, de sorte qu'un courant intermittent circule dans l'enroulement 7. La caractéristique de couple de l'embrayage est représentée par la courbe a à la Fig.5. Plage II Fig.8. Le véhicule est conduit à une vitesse inférieure à la vitesse prédéterminée, en troisième ou quatrième rapport. Du fait que le signal (G) de vitesse du véhicule pro- venant du capteur 52 se trouve au niveau bas et que le signal de botte de vitesses (I) est au niveau haut, la porte ET 57 produit un signal de niveau haut et la porte NON-OU 58 produit un signal de niveau bas. Le signal de niveau haut provenant de la porte ET coupe le transistor 59. L'impulsion M produite par le multivibrateur monostable 48 a une largeur d'impulsion T2 qui est supérieure à T1 ( T2 = 0,69 x C x R1). Ainsi la ca- ractéristique de couple de l'embrayage est changée en une courbe i de la Fig. 5 avec une inclinaison prononcée du couple de l'embrayage. Plage III de la Fig. 8. Le véhicule est conduit à une vitesse supérieure à la vitesse prédéterminée, en premier ou second rapport. Le signal (G) de vitesse du véhicule provenant du cap- teur 52 est à un niveau haut et le signal (I) de la botte de vitesses provenant du capteur 53 est au niveau bas. La porte ET 57 produit un signal de niveau bas et la porte NON-OU 58 produit un signal de niveau haut. La porte OU 49 produit, sous l'action du signal de niveau haut provenant de la porte NON-OU 58, une sortie de niveau haut qui rend continuellement conduc- teur le transistor du circuit d'attaque 50. Ainsi l'embrayage est maintenu à l'état embrayé et présente la caractéristique h de la Fig.5. Plage IV de la Fig.8. Le véhicule est conduit à une vitesse plus élevée que la vitesse prédéterminée en troisième ou quatrième rapport. Le signal (G) de vitesse du véhicule et le signal (I) de la botte de vitesses sont à des niveaux hauts et les deux portes ET 57 et NON-OU 58 produisent des signaux de niveau bas. En conséquence le transistor 59 estrendu conducteur et le multivibrateur monostable 48 engendre une impulsion M ayant une largeur d&impulsion T1. Ainsi la caractéristique de couple de l'embrayage est représentée par une courbe i à la Fig.5, qui est la même que la courbe ô. Suivant l'invention le couple de l'embrayage est supé- rieur, lorsque le véhicule est oenduit à une vitesse inférieure à une vitesse prédéterminée dans un rapport présentant une faible démultiplication afin d'empêcher une augmentation de il température et le couple de l'embrayage est plus faible, lors- que la vitesse du véhicule est plus élevée que la vitesse pré- déterminée, permettant ainsi d'empêcher le cognement du moteur. REVENDICATIONS 1 - Système pour commander un embrayage électromagnéti- que d'un moteur à combustion interne monté sur un véhicule, qui comporte un organe menant calé sur un vilebrequin dudit moteur à combustion interne, un enroulement générateur de champ magnétique disposé dans ledit organe menant, un organe mené adjacent audit organe menant, une botte de vitesses re- liée audit organe mené et comportant plusieurs rapports, et un levier de changement de rapport pour actionner ladite botte de vitesses, caractérisé en ce qu'il comprend un premier capteur 52 pour produire un signal de sortie lorsque la vitesse du vé- hicule est supérieure à une vitesse prédéterminée, un second capteur 53 pour produire un signal de sortie lorsqu'un rapport à faible démultiplication est sélectionné, un générateur 45 pour produire un signal de sortie en réponse à la vitesse du moteur, un circuit électrique 42 pour commander le courant cir- culant dans ledit enroulement 7 générateur de champ en fonction dudit signal de sortie, des portes 49, 54, 57, 58 sensibles aux- dits signaux de sortie provenant'desdits premier et second cap- teurs afin de corriger le courant circulant dans ledit enroule- ment, lesdites portes étant agencées de façon qu'à la suite de la réception desdits signaux de sortie, ledit courant soit di- minué afin de fournir un faible couple d'embrayage. 2 - Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier capteur 52 est un capteur de vitesse du moteur. - 3 - Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit générateur 45 est adapté pour produire des impul- sions en proportion des impulsions d'allumage du moteur. 4 - Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites portes 49, 54, 57, 58, sont en outre adaptées pour commander ledit circuit électrique afin d'augmenter de fa- çon importante ledit courant lorsque ledit signal de sortie du premier capteur 52 n'est pas reçu et que ledit signal de sortie du second capteur 53 est reçu.