Brevet FR2494365A1 — publié le 19820521

La présente invention est relative à un dispositif de commande d'un embrayage électromagnétique pour moteur à combustion interne monté sur un véhicule, et plus parti- culièrement à un dispositif destiné à régler le courant d'embrayage à une valeur prédéterminée malgré les varia- tions de la vitesse de ralenti au cours du fonctionnement au ralenti du moteur. On connait, comme embrayages électro-magnétiques, les embrayages à poudre électromagnétique. Un embrayage IO à poudre électromagnétique comprend un élément moteur annulaire fixé sur le vilebrequin du moteur, une bobine de magnétisation disposée dans cet élément moteur, un élé- ment récepteur fixé à l'arbre d'entrée d'une botte de vitesses et monté adjacent à l'élément moteur, avec un I5 faible jeu, et de la poudre magnétique disposée dans une chambre de l'embrayage. Les changements de rapport de la boite de vitesses sont obtenus en actionnant un levier de changement de vitesse. Ce levier est pourvu d'un inter- rupteur du circuit de la bobine de magnétisation et, lors- que la main de l'utilisateur saisit le levier, cet inter- rupteur s'ouvre pour couper le courant d'embrayage. Ainsi, on peut effectuer le changement de rapport de la boite de vites- ses. Lorsque le levier de changement de vitesse est amené à la position de mise en prise des engrenages et est lâché par la main, l'interrupteur se ferme, de sorte que du courant électrique traverse la bobine de magnétisation pour magnétiser l'élément moteur. Lorsque la pédale d'accéléra- tion est enfoncée, l'intensité du courant appliqué à la bobine s'accroît. La poudre magnétique s'agglomère dans le jeu séparant l'élément moteur et l'élément mené, de sor- te que ce dernier est accouplé à l'élément moteur. L'inten- sité du courant d'embrayage traversant la bobine de magné- tisation est progressivement augmentée en fonction du degré d'enfoncement de la pédale d'accélérateur, tandis que l'em- brayage glisse entre l'élément moteur et l'élément mené et embraye progressivement lorsque l'intensité du courant d'embrayage atteint la valeur nominale. Ainsi, le véhicule peut être mis en route par enfoncement de la pédale d'accé- lérateur, sans actionner une pédale d'embrayage. Pour commander la conduite du véhicule, il est né- cessaire de détecter la vitesse du véhicule et de commander le courant d'embrayage en fonction de cette vitesse. Dans un dispositif capable de satisfaire à cette condition, il est prévu un détecteur de vitesse qui engendre un signal lorsque la vitesse du véhicule excède une valeur prédéter- minée. Le dispositif est conçu de telle manière que l'em- IO brayage glisse de façon à être à moitié embrayé pour les basses vitesses inférieures à la vitesse prédéterminée, et que l'embrayage est entièrement embrayé lorsque la vitesse du véhicule atteint cette vitesse prédéterminée. Lorsque la vitesse du véhicule décroît jusqu'à une valeur I5 basse prédéterminée, l'embrayage est débrayé pour éviter que le moteur ne s'arrête. Le détecteur de vitesse est généralement prévu dans le compteur de vitesse actionné par l'intermédiaire d'un câble de compteur de vitesse. Dans le dispositif qui utilise un tel détecteur de vitesse, il existe un inconvénient, à savoir que lorsque le véhicule est ralenti jusqu'à une vitesse inférieure à la vitesse prédéterminée, l'action de freinage du moteur ne se produit pas, puisque l'embrayage est débrayé. De plus, si le câble du compteur de vitesse est brisé, le détecteur de vitesse ne fonctionne pas. Par conséquent, si le détecteur de vites- se ne fonctionne pas lorsque le véhicule ralentit, le cir- cuit de la bobine de l'embrayage est interrompu, de sorte que l'embrayage est débrayé. Il s'ensuit que l'action de freinage du moteur ne se produit pas. Pour éliminer ces inconvénients, on a proposé un dispositif de commande qui utilise des moyens de détection de vitesse détectant la vitesse du moteur à partir d'impul- sions d'allumage. Suivant ce dispositif de commande, un courant pulsatoire traverse la bobine de magnétisation de l'embrayage, et l'intensité du courant est commandée propor- tionnellement aux impulsions d'allumage pour réaliser le temi-embrayage de l'embrayage. La Fig. 11 des dessins annexés montre la relation qui existe entre le couple d'embrayage et la vitesse du moteur dans le dispositif classique. En fonctionnement nor- mal du moteur, le couple de l'embrayage varie comme repré- senté par la courbe C. Lorsque la pédale d'accélérateur est enfoncée, le véhicule démarre avec un couple A à la vitesse de fonctionnement au ralenti. Si le volet d'air du moteur est fermé ou qu'un dispositif de conditionnement d'air du véhicule est mis en fonctionnement, la vitesse du moteur est augmentée, et le couple d'embrayage correspondant au démarrage du véhicule est augmenté jusqu'au point B de la courbe D pour la vitesse de ralenti. Par conséquent, le véhicule est brusquement mis en route par le couple d'em- brayage élevé et ne peut pas rouler à très faible vitesse. I5 L'invention a pour but de fournir un dispositif de commande du courant d'embrayage qui permette de faire démar- rer doucement le véhicule et de le faire rouler à très basse vitesse. Avec le dispositif de l'invention, le couple d'embrayage est réglé à une valeur prédéterminée malgré les variations de la vitesse du moteur au cours du fonctionne- ment au ralenti. L'invention a pour objet un dispositif de commande d'un embrayage électromagnétique pour véhicule à moteur comprenant une pédale d'accélérateur, un dispositif d'allu- mage pour le moteur, et une bobine de magnétisation desti- née à embrayer l'embrayage électromagnétique, ce disposi- tif étant caractérisé en ce qu'il comprend: un circuit de détection d'accélération qui répond à l'enfoncement de la pédale d'accélérateur en produisant un signal de sortie; un circuit de création d'impulsions adapté pour engendrer des impulsions qui varient en fonction de la vitesse du moteur; une première porte destinée à envoyer lesdites impulsions à la bobine de magnétisation en présence du signal de sortie du circuit de détection d'accélération; des moyens d'interruption prévus dans le circuit de la bobine de magnétisation et qui, en réponse au signal de sortie de ladite première porte, permettent le passage du courant dans la bobine de magnétisation; des moyens de détection de la vitesse de ralenti destinés à détecter l'accroissement de la vitesse de ralenti; et un circuit de correction qui, en réponse au signal de sortie des moyens de détection de la vitesse de ralenti, engendre un signal de sortie correcteur qui est appliqué au circuit de création d'impulsions, ce dernier circuit étant agencé de manière à réduire son signal de sortie en réponse audit signal de sortie correcteur. Io D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés, sur lesquels: la Fig. 1 est une vue en coupe d'un embrayage à I5 poudre électro-magnétique utilisé dans un dispositif sui-- vant l'invention; la Fig. 2 est une vue en coupe prise suivant la ligne ZZ de la Fig. 1; la Fig.3 est une vue schématique illustrant un Rode de réalisation de l'invention; la Fig. 4 est une vue schématique illustrant un circuit de commande; la Fig. 5 représente unLcircuit électronique du circuit de commande; les Fig. 6 à 10 montrent des formes d'ondes de signaux de sortie en divers emplacements du circuit de la Fig. 5; la Fig. 11 est un graphique qui illustre la rela- tion entre le couple d'embrayage etla vitesse du moteur avec un dispositif de commande classique; et la Fig. 12 est un graphique qui illustre la rela- tion entre le couple d'embrayage et la vitesse du moteur suivant l'invention. En se référant aux Fig. 1 et 2, qui montrent une boite de vitesses à laquelle s'applique l'invention, la référence 1 désigne un embrayage à poudre électromagnétique, la référence 2 une boîte de vitesses à quatre rapports, et la référence 3 désigne un dispositif de réduction final. L'embrayage à poudre électromagnétique 1, disposé dans un carter d'embrayage, comprend un plateau moteur 6 fixé à l'extrémité du vilebrequin 5 d'un moteur à combustion interne, un élément moteur annulaire 8 fixé au plateau moteur 6, une bobine de magnétisation 7 disposée dans l'élé- ment moteur 8, et un élément récepteur 10 fixé par cannelu- res à un arbre d'entrée 9 de la boîte de vitesses 2, en laissant subsister un jeu 11 par rapport au plateau moteur IO 6 et à l'élément moteur 8. De la poudre magnétique est dis- posée dans une chambre à poudre 12, et le jeu ou intervalle 11 est adapté pour être rempli par cette poudre. Un chapeau 13 est fixé à l'élément moteur 8. Ce chapeau 13 présente une partie cylindrique coaxiale à l'arbre d'entrée 9 et sur I5 laquelle sont fixées des bagues collectrices 14. Les bagues 14 sont reliées à l'élément moteur 8 par un fil X. Des ba- lais 16 pressés contre les bagues collectrices 14 sont portées par un porte-balais 17 et reliés par un fil Y à un dispositif de commande qui sera décrit plus loin. Dans une telle construction, le plateau moteur 6 et 1 élément moteur 8 tournent avec le vilebrequin 5, et la poudre magnétique enfermée hermétiquement dans la cham- bre à poudre 12 vient sur la surface intérieure de l'élé- ment moteur 8 du fait de la force centrifuge. Si la bobine de magnétisation 7 est excitée par le courant appliqué par le fil Y, les balais 16, les bagues collectrices 14 et le fil X, l'élément moteur 8 est magnétisé, de façon à engen- drer un flux magnétique qui traverse l'élément récepteur 10. Ainsi, la poudre s'agglomère dans l'intervalle 11, de sorte que la puissance du moteur est transmise à l'arbre d'entrée 9 par l'intermédiaire de l'embrayage. Dans la boîte de vitesses 2, des pignons d'entral- nement 18 à 21 correspondant auK premier au quatrième rapports sont venus de matière sur l'arbre d'entrée 9. Les pignons d'entraînement 18 à 21 sont en prise avec des pignons menés 23 à 26 respectivement. Les pignons menés 23 à 26 sont montés fous sur l'arbre de sortie 22, qui est parallèle à l'arbre d'entrée 9. Chacun des pignons menés 23 et 24 est adapté pour être mis en prise avec l'arbre de sortie 22 par actionnement d'un mécanisme synchroniseur 27, et chacun des pignons menés 25 et 26 est mis en prise avec l'arbre de sortie 22 au moyen d'un mécanisme synchroniseur 28, d'une façon bien connue. De plus, il est prévu un engre- nage 29 de marche arrière. Ainsi, en actionnant le levier de changement de vitesse (non représenté) de la boite de vitesses, le pignon mené 23 est accouplé sélectivement avec IO l'arbre de sortie 22 par le mécanisme synchroniseur 27, au- quel cas on obtient sur l'arbre de sortie 22 le premier rapport et la vitesse de l'arbre d'entrée 9 est considéra- blement démultipliée, et les second, troisième et quatrième rapports peuvent être obtenus respectivement d'une façon I5 correspondante. De plus, un pignon de sortie 30 prévu sur une ex- trémité de l'arbre de sortie 22 engrène avec une couronne dentée 32 d'un différentiel 31 qui fait partie du disposi- tif de réduction final 3, pour transmettre directement la sortie de l'arbre de sortie 22 de la boite de vitesses 2, depuis la couronne 32, à des pignons latéraux 36 par l'in- termédiaire d'un carter 33, d'un croisillon 34 et de pi- gnons 35, puis pour entraîner des roues par l'intermédiaire d'arbres de roues 37. En se référant à la Fig. 3, il est prévu un dispo- sitif de commande 38 pour commander le courant d'embrayage, un interrupteur d'accélération 39 qui est ouvert par enfon- cement de la pédale d'accélérateur, un interrupteur de volet d'air 40 destiné à détecter la fermeture du volet d'air, et un interrupteur 45 de dispositif de réfrigération qui est fermé par la mise en fonctionnement d'un dispositif de ré- frigération. Une tension est fournie par une batterie 41 au dispositif de commande 38, par l'intermédiaire d'un in- terrupteur à clé 42. Un enroulement primaire d'une bobine d'allumage 43 est relié à un rupteur 44 et au dispositif de commande 38 afin d'envoyer à ce dernier des impulsions provoquées par l'allumage. La sortie du dispositif de commande 38 est re- liée à la bobine 7 par des fils 15. En se référant aux Fig. 4 et 5, l'interrupteur d'accélération 39 est relié à un circuit 46 de détection d'accélération qui fait partie du dispositif de commande 38, la bobine d'allumage 43 est reliée à un circuit 47 de création d'impulsions, et l'interrupteur 40 de volet d'air ainsi que l'interrupteur 45 de dispositif de réfrigération sont reliés à un circuit de correction 49. Les signaux de IO sortie du circuit 46 de détection d'accélération et du cir- cuit 47 de création d'impulsions sont appliqués à une porte ET 50. Le signal de sortie du circuit 47 de création d'im- pulsions est également appliqué à un circuit 48 de détec- tion de vitesse. Les signaux de sortie de la porte ET 50 I5 et du circuit 48 de détection de vitesse sont appliqués à une porte OU 51 dont le signal de sortie est lui-même appli- qué à la base d'un transistor 52. Le collecteur du transis- tor 52 est relié à la bobine 7. Un circuit 53 de suppressicn de tran- sitoires ccnprenant une diode et une résistance est branché sur la bobine 7 en parallèle. La sortie du circuit de correction 49 est reliée au circuit 47 de création d'impulsions et au circuit 48 de détection de vitesse. La Fig. 6 montre le signal de sortie du circuit 46 de détection d'accélération. Lorsque la pédale d'accéléra- tion est enfoncée, un signal de sortie de haut niveau est engendré pendant l'accélération du moteur. La Fig. 7 représente le signal de sortie du circuit 47 de création d'impulsions. Ce circuit comprend un circuit différentiateur, un circuit de mise en forme, un multivibra- teur monostable, etc., et il engendre une impulsion à chaque impulsion d'allumage produite par la bobine d'allumage 43. L'impulsion produite par le circuit 47 possède une largeur constante, et l'intervalle séparant les impulsions diminue proportionnellement à l'accroissement de la vitesse du moteur. La Fig. 8 représente le signal de sortie du circuit 48 de détection de vitesse. Lorsque la vitesse du moteur atteint une vitesse de référence prédéterminée N 1, le signal de sortie de ce circuit passe à un niveau haut. Lorsque la vitesse du moteur décroît jusqu'à une vitesse de référence prédéterminée N2, le signal de sortie du circuitpasse à un niveau bas. Ainsi, la vitesse du moteur qui produit un signal de sortie de haut niveau est supérieure à la vitesse du moteur correspondant au signal de sortie de bas niveau. Lorsque le signal de sortie du circuit de correction 49 est appliqué au circuit 48 de détection de vitesse, la vitesse de référence N1 devient une vitesse de référence supérieure 3 2 4 IO N, et la vitesse N devient la vitesse N La Fig. 10 montre les impulsions provenant du cir- cuit 47 de création d'impulsions pour le fonctionnement au ralenti. La Fig. 10 (F) montre les impulsions pour un fonc- tionnement au ralenti normal, et la Fig. 10 (G) montre I5 les impulsions pour un fonctionnement au ralenti dans le- quel le volet d'air est fermé ou le dispositif de réfrigé- ration est ern fonctionnement, c'est-à-dire lorsque le signal de sortie du circuit de correction 49 est appliqué au circuit 47 de création d'impulsions. Bien-que la période T1 des impulsions de la Fig. 10 (G) soit égale à celle des impulsions de la Fig. 10 (F), la largeur des impulsions est réduite de la largeur T2 à la largeur T3 par le signal de correction éxmis par le circuit 49. Lorsque la pédale d'accélérateur est enfoncée en fonctionnement au ralenti normal, le circuit 46 de détection d'accélération engendre un signal de sortie de haut niveau qui est appliqué à la porte ET. Par conséquent, la sortie de la porte ET 50, qui est analogue aux impulsions de sor- tie du circuit 47 de création d'impulsions, est appliquée au transistor 52 par l'intermédiaire de la porte OU 51. Ainsi, le courant d'embrayage traverse la bobine 7 comme illustré par a-b à la Fig 9, et par conséquent l'embrayage embraye progressivement et est maintenu semi-embrayé pour faire démarrer doucement le véhicule. Lorsque la vitesse du moteur atteint N1, le signal de sortie du circuit 48 de détection de vitesse passe à un niveau haut, qui est appliqué au transistor 52 par l'intermédiaire de la porte OU 51. Ainsi, un courant nominal Im traverse la bobine 7, de sorte que l'embrayage est complètement embrayé. Si la vitesse du moteur décroît jusqu'à N2, le courant nominal continue de traverser la bobine, et par conséquent l'em- brayage est maintenu à l'état complètement embrayé. Lorsque la vitesse du moteur atteint N 2, le signal de sortie du circuit 48 de détection de vitesse passe à un niveau bas. Si la pédale d'accélérateur est relâchée, le signal de sortie de la porte ET se trouve à un niveau bas. IO Par conséquent, le transistor 52 passe à l'état non conduc- teur, et l'embrayage est débrayé. Pendant un tel fonction- nement, le courant d'embrayage varie comme représenté par a-b-c-d-e à la Fig. 9. Lorsque le volet d'air est fermé ou que le dispo- I5 sitif de réfrigération est mis en fonctionnement, la vites- se du moteur lors du fonctionnement au ralenti est accrue de Ne à N'e par le fonctionnement d'un dispositif classique prévu dans le carburateur du moteur, comme il est classique dans les véhicules. Etant donné que l'interrupteur 40 de volet d'air ou l'interrupteur 45 de dispositif de réfrigé- ration est fermé, le circuit de correction 49 engendre un signal de sortie correcteur qui est appliqué au circuit 47 de création d'impulsions et au circuit 48 de détection de vitesse. Par conséquent, le circuit 48 de détection de vitesse engendre le signal de sortie N -N -N, et la lar- geur des impulsions engendrées par le circuit 47 est réduite comme représenté à la Fig. 10 (G). Du fait que l'intensité du courant d'embrayage est réduite par la petite largeur des impulsions, l'intensité du courant d'em- brayage augmente à partir de f, qui correspond à la vitesse de ralenti N'e à la Fig. 9. Lorsque la vitesse atteint N3, le courant nominal IM traverse la bobine 7 pour embrayer l'embrayage. Lorsque la vitesse du moteur décroît jusqu'à N, l'intensité du courant d'embrayage décroît. Ainsi, le courant d'embrayage varie suivant f-g-c-d-i. La Fig. 12 montre les variations du couple d'em- brayage du dispositif. La courbe E montre la variation en fonctionnement normal du moteur, et la courbe F montre la variation lorsque le volet d'air ou le dispositif de réfrigération est actionné, ce qui correspond à la courbe d'intensité f-g à la Fig. 9. Ainsi, le véhicule peut être mis en marche doucement malgré une vitesse de ralenti éle- vée. Bien que le dispositif décrit ci-dessus utilise un interrupteur de volet d'air et un interrupteur de dis- positif réfrigérant pour détecter la vitesse de ralenti Io élevée, d'autres moyens de détection, par exemple un détec- teur de vitesse de ralenti qui détecte la vitesse lorsque le véhicule est à l'arrêt, peuvent être utilisés. D'après ce qui précède, on comprend que le couple d'embrayage, lors du fonctionnement au ralenti, est main- I5 tenu constant même si la vitesse de ralenti augmente, de sorte que le véhicule peut être mis en route doucement et peut être conduit à très basse vitesse. il - REVENDICATIONS - 1.- Dispositif de commande d'un embrayage électro- magnétique (1) pour véhicule à moteur comprenant une pédale d'accélérateur, un dispositif d'allumage (43) pour le moteur, et une bobine (7) de magnétisation destinée à em- brayer l'embrayage électro-magnétique, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend: un circuit (46) de détec- tion d'accélération qui répond à l'enfoncement de la pédale d'accélérateur en produisant un signal de sortie: un circuit (47) de création d'impulsions adapté pour engendrer des Io impulsions qui varient en fonction de la vitesse du moteur; une p rerière porte (50) destinée à envoyer lesdites impulsions à. la bobine (7) de magnétisation en présence du signal de sortie du circuit (46) de détection d'accélération; des moyens d'interruption (52) prévus dans le circuit de la I5 bobine de magnétisation et qui, en réponse au signal de sortie de ladite première porte (50), permettent le passage du courant dans la bobine de magnétisation;des moyens (40, ) de détection de la vitesse de ralenti destinés à détec- ter l'accroissement de la vitesse de ralenti; et un circuit de correction (49) qui, en réponse au signal de sortie des moyens de détection de lavitesse de ralenti, engendre un signal de sortie correcteur qui est appliqué au circuit (47) de création d'impulsions, ce dernier circuit étant agencé de manière à réduire son signal de sortie en réponse audit signal.de sortie correcteur. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que les moyens d'interruption (52) sont consti- tués par un transistor, lequel est rendu conducteur par le- dit signal de sortie de la porte (50). 3.- Dispositif suivant la revendication 2, caracté- risé en ce qu'il comprend en outre un circuit (48) de détec- tion de la vitesse du moteur, destiné à engendrer un signal de sortie en réponse à un signal d'entrée lorsque la vitesse du moteur dépasse une valeur prédéterminée, et une seconde por- te (51) à laquelle sont appliqués le signal de sortie de la première porte (50) et le signal de sortie du circuit (48) de détection de la vitesse du moteur et qui est destinée à engendrer un signal de sortie appliqué au tran- sistor (52), le circuit de détection de la vitesse du moteur étant agencé de manière que le niveau du signal d'entrée soit modifié par ledit signal de sortie correcteur. 4.- Dispositif suivant la revendication 2, caracté- risé en ce que la première porte (50) comprend une porte ET qui fonctionne en réponse aux signaux de sortie du circuit (46) de détection d'accélération et du circuit (47) de création d'impulsions, et en ce que la seconde porte IO (51) comprend une porte qui fonctionne en réponse -au signaldesortie de la porte ET (50) et au signal de sortie du circuit (48) de détection de la vitesse du moteur, pour engendrer un signal de sortie destiné à rendre conducteur le transistor (52). I5 5.- Dispositif suivant la revendication 4, caracté- risé.en ce que le circuit (48) de détection de la vitesse du moteur est adapté pour engendrer unsignal de sortie de niveau élevé pour une première vitesse prédéterminée du moteur (N1,N3) dans les conditions d'accélération, et pour engendrer un signal de sortie à un niveau bas pour une seconde vitesse prédéterminée du moteur (N 2, N4) inférieure à ladite première vitesse prédéterminée du moteur dans les conditions de décélération. 6.- Dispositif suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que les moyens de détection de la vitesse de ralenti comprennent un interrupteur de volet d'air (40) adapté pour être fermé lorsque le volet d'air est fermé. 7.- Dispositif suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que lesdits moyens de détection de la vitesse de ralenti comprennent un interrupteur(45) de dispositif de réfrigération adapté pour être fermé lorsque le dispositif de réfrigération prévu dans le véhicule fonctionne.