Brevet FR2500095A1 — publié le 19820820

La présente invention est relative à un disposi- tif pour empêcher la surchauffe d'un embrayage pour moteur à combustion interne. Il se produit dans les embrayages tels que les embrayages à friction et les embrayages électro-magné- tiques un glissement entre des surfaces en contact lors- que la vitesse du vilebrequin du moteur est différente de celle d'un arbre mené. Le glissement engendre de la chaleur qui élève la température de l'embrayage. En fonctionnement normal de l'embrayage, la quantité de chaleur est négligeable, mais si le glissement continue pendant un temps important, les organes de l'embrayage sont détruits. En ce qui concerne la surchauffe d'un embrayage, par exemple d'un embrayage électro-magnétique d'un véhicule, cet embrayage est agencé de manière que le couple de l'embrayage soit commandé en fonction de la vitesse du moteur pour permettre un démarrage progres- sif du véhicule, même lors d'un démarrage en côte, grâce à un glissement de l'embrayage à une vitesse du moteur produisant un couple d'embrayage approprié pour assurer le démarrage. Cependant si un tel glis- sement se poursuit pendant une durée assez longue, l'embrayage subit une surchauffe ce qui détériore son fonctionnement. Le but de l'invention est de fournir un disposi- tif qui puisse empêcher la surchauffe d'un embrayage en détectant la quantité de chaleur engendrée dans l'embrayage et en commandant les caractéristiques de serrage de l'embrayage en fonction de la quantité de chaleur détectée. L'invention a pour objet un dispositif pour empêcher la surchauffe d'un embrayage pour un moteur à combustion interne monté sur un véhicule, qui com- prend un organe menant fixé sur un vilebrequin du mo- teur à combustion interne, un organe mené adjacent à l'organe menant, une boite de vitesses reliée à l'or- gane mené et comportant un train d'engrenages à plu- sieurs rapports, et un levier de changement de rapport pour actionner la boite de vitesses, caractérisé en ce qu'il comprend un premier circuit pour produire un si- gnal de sortie en fonction du nombre de révolutions de l'organe menant, un second circuit pour produire un signal de sortie en fonction du nombre de révolutions de l'organe mené, un circuit calculateur comprenant un multiplieur adapté pour multiplier la différence entre les deux signaux de sortie desdits premier et second circuits par le signal de sortie du premier circuit, un intégrateur pour intégrer la sortie du multiplieur, et un comparateur pour produire une sor- tie lorsque celle de l'intégrateur excède une valeur prédéterminée, et des moyens pour modifier les carac- téristiques de serrage de l'embrayage en fonction de la sortie du comparateur. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront au cours de la description qui va suivre faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples et dans lesquels la Fig. 1 est une vue en coupe d'un embrayage électromagnétique utilisé dans un dispositif suivant l'invention; la Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne Z-Z de la Fig.l; la Pig. 3 est un schéma synoptique d'un circuit pour détecter la quantité de chaleur engendrée dans l'embrayage; la Fig.4 est un circuit d'un exemple de dispo- sitif suivant l'invention. En se référant aux Fig.l et 2 qui montrent un embrayage électromagnétique à poudre auquel l'inven- tion est appliquée, l'embrayage 1 est disposé entre un moteur à combustion interne (non représenté) et une boite de vitesses 2 à quatre rapports qui est reliée à un dispositif réducteur final 3. L'embrayage électro-magnétique 1 à poudre compor- te un carter 4. L'embrayage comprend un plateau menant 6 relié à l'extrémité d'un vilebrequin 5 du moteur, un organe menant annulaire 8 fixé sur le plateau menant 6, un bobinage 7 prévu dans l'organe menant 8, et un orga- ne mené 10 fixé au moyen de cannelures sur un arbre d'entrée 9 de la boîte de vitesses 2, ménageant un en- trefer 11 avec l'organe menant 8. Une poudre magnéti- que P est prévue dans une chambre à poudre 12 et l'en- trefer 11 est adapté pour être rempli avec la poudre. Un chapeau 13 est fixé sur l'organe menant 8. Le cha- peau 13 comporte une partie cylindrique qui est coaxia- le à l'arbre d'entrée 9 et sur laquelle sont fixées des bagues collectrices 14 reliées au bobinage 7 par des conducteurs X. Des balais 16 appliqués contre les bagues 14 sont portés par un support 17 et reliés au moyen de conducteurs Y à un dispositif de commande qui sera dé- crit plus loin. Dans un tel agencement, le plateau menant 6 et l'organe menant 8 tournent ensemble avec le vilebre- quin 5 et la poudre magnétique enfermée de façon étan- che dans la chambre à poudre 12 est appliquéecontre la surface interne de l'organe menant 8 par la force cen- trifuge. Lorsque le bobinage 7 est excité par le cou- rant fourni par l'intermédiaire des conducteurs Y, des balais 16, des bagues collectrices 14 et des conducteurs X, l'organe menant 8 est aimanté de façon à engendrer un flux magnétique passant par l'organe mené 10 comme représenté par des flèches à la Fig.l. La poudre est ainsi agglomérée dans l'entrefer 11 de sorte que la puissance de sortie du vilebrequin 5 est transmise à l'arbre d'entrée 9 par l'intermédiaire de l'embrayage. Dans la boîte de vitesses 2, les pignons 18 à 21 du premier au quatrième rapports sont solidaires de l'arbre d'entrée 9. Les pignons d'entraînement 18 à 21 sont destinés à venir en prise avec des pi- gnons menés 23 à 26 respectivement. Les pignons menés 23 à 26 sont montés rotatifs 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 en prise avec l'arbre de sortie 22 sous l'action d'un mécanis- me 27 de synchronisation et chacun des pignons menés et 26 est adapté pour être en prise avec l'arbre de sortie 22 au moyen d'un mécanisme 28 de synchronisa- tion d'une façon bien connue. Un pignon 29 de marche arrière est en outre monté sur l'arbre d'entrée 9. Ainsi en actionnant le levier de changement de rap- port (non représenté) de la boite de vitesses, le pignon mené 23 est couplé à l'arbre de sortie 22 par le mécanisme 27 et le premier rapport est obtenu sur l'arbre de sortie 22. D'une façon analogue les deuxiè- me, troisième et quatrième rapports peuvent être obtenus respectivement en actionnant le levier de changement de rapport. Il est en outre prévu sur une extrémité de l'arbre de sortie 22 un pignon de sortie 30 qui en- grène avec une couronne dentée 32 d'un différentiel 31 du dispositif 3 de réduction finale. La sortie de l'arbre de sortie 22 de la boîte de vitesses 2 est ainsi transmise aux planétaires 36 par l'intermédiaire d'un carter 33, d'un croisillon 34 et de satellites 35, et en outre aux roues motrices par l'intermédiaire des essieux 37. Suivant l'invention un capteur magnéti- que 39 de vitesse est fixé sur la paroi interne du car- ter 4 de l'embrayage dans une position adjacente au pignon menant 21. Le capteur 39 est tel que lorsque le champ magnétique est modifié par une dent du pignon 21, il produit une impulsion de sortie. La Fig.3 montre un dispositif pour détecter la quantité de chaleur engendrée dans l'embrayage.Des impulsions d'allumage 40 pour le moteur sont appliquées à un convertisseur numérique/analogique 41. La sortie du convertisseur 41 est reliée à un inverseur 42 et à l'une des entrées d'un circuit multiplieur 44. La sor- tie de l'inverseur 42 est reliée à l'une des entrées d'un additionneur 43. La sortie du capteur 39 est re- liée à un convertisseur numérique/analogique 45 dont la sortie est à son tour reliée à l'autre entrée de l'additionneur 43 par l'intermédiaire d'une résistance 46. La sortie de l'additionneur est reliée à l'autre entrée du multiplieur 44. La sortie du multiplieur 44 est reliée à une entrée d'un intégrateur 47. La sor- tie de l'intégrateur 47 est reliée à l'une des entrées d'un comparateur 48. Le comparateur 48 reçoit à son autre entrée une tension de référence d'un générateur 50 de tension de référence. La sortie du comparateur 48 est reliée à un bobinage d'un relais 49 prévu pour commander les caractéristiques de serrage de l'embray- age. Un interrupteur 51 d'accélération est actionné au moyen de la pédale d'accélérateur du véhicule et est adapté pour être fermé lorsque la pédale d'accé- lérateur est enfoncée. L'interrupteur d'accélération 51 est relié à une borne d'entrée de déclenchement de l'intégrateur 47. En se référant à la Fig.4, un transistor 52 du type PNP et un transiter 53 du type NPN sont reliés en série aux extrémités opposées du bobinage 7 d'ai- mantation. L'émetteur du transistor 52 est relié à une source d'alimentation tandis que l'émetteur du transistor 53 est relié à la masse. Un circuit 54 de commutation qui comprend une diode et une résistance es- relié aux deux extrémités b et c du bobinage 7. Une résistance 55 de courant inverse est reliée à la source d'alimentation et au collecteur du transistor 53, et une résistance 56 de courant inverse est re- liée entre le collecteur du transistor 52 et la masse. L s bases des transistors 52, 53 sont reliées à des résistances 57, 58 respectivement. La résistance 57 est reliée à une sortie d'une porte NON-ET 65 par l'intermédiaire d'un circuit tampon 59 et la résis- tance 58 est reliée à la sortie d'une porte NON-OU 60. L'une des entrées de la porte NON-OU 60 est reliée à la sortie de la porte NON-ET 65. Par ailleurs, le sional tde commande de l'embrayage est appliqué à l'autre entrée 61 de la porte NON-ET 60. L'entrée 61 est à un niveau bas lors de l'actionnement du levier de changement de rapport. Le montage suivant l'invention comprend en outre un interrupteur 62 de vitesse du véhicule, qui est fermé lorsque la vitesse du véhicule est supérieure à une valeur prédéterminée V1. et un interrupteur 63 de levier de changement de rapport qui, étant disposé sur ce levier, est fermé lors de l'actionnement de celui-ci. Une borne de chaque interrupteur 51,62 et 63 est reliée à la masse. L'autre borne de l'interrup- teur d'accélération 51 est reliée à la source de ten- sion positive par l'intermédiaire d'une résistance 66 et à l'une des entrées d'une porte NON-ET 64.L'autre borne de l'interrupteur 62 est reliée à la source de tension positive par l'intermédiaire d'une résistance 67 et à l'autre entrée de la porte NON-ET 64. La sortie de la porte NON-ET 64 est reliée à l'une des entrées de la porte NON-ET 65. L'autre borne de l'in- terrupteur 63 du levier de changement de rapport est reliée à la source de tension positive par l'inter- médiaire d'une résistance 68 et à l'autre entrée de la porte NON-ET 65. Un interrupteur 69 de dérivation est relié en parallèle sur l'interrupteur 62 de vi- tesse du véhicule. L'interrupteur 69 est adapté pour être actionné par le relais 49. Le fonctionnement du mode de réalisation de. l'invention va être décrit ci-dessus. Lorsque le nombre de révolutions du vilebre- quin 5 est différent de celui de l'arbre d'entrée 9, l'embrayage glisse ce qui a pour résultat d'engendrer de la chaleur. La quantité de chaleur Q lors du glis- sement est de la forme: f (Cd i - 3 o) Tc dt...(1) dans laquelle t1 est la durée du glissement. (2 i est la vitesse angulaire du vilebrequin 5, bu o est la vitesse angulaire de l'arbre d'entrée 9, Tc est le couple de l'embrayage. La caractéristique du couple de l'embrayage est de la forme Tc = f (0 i).. .(2) Ainsi l'équation (1) devient: Q 1 Q = ) (W i - 6 o). f (0 i) dt...(3) Si l'équation (2) est approximativement écrite sous la forme Tc = 0. WJ i l'équation (3) devient t 1 Q =l J 0 Q = l i (0 i -3J 0) dt o (4) (5) W i "o i - W o) dt Ainsi la quantité de chaleur engendrée dans l'embrayage peut être détectée en calculant électrique- ment l'équation (5) en remplaçantCO i etC'o par les vitesses angulaires détectées par le vilebrequin 5 et l'arbre d'entrée 9. Le circuit représenté à la Fig.3 calcule l'équation (5) comme suit. Les impulsions 40 d'alluma- ge ont une fréquence de répétition qui est proportion- nelle au régime du moteur, c'est-à-dire la vitesse du vilebrequin 5. Le convertisseur numérique/analogique 41 convertit les impulsions d'allumage en tension continue sous la forme d'un signala.i de vitesse angulaire. Par ailleurs, le capteur de vitesse 39 produit des impul- sions qui ont une fréquence de répétition qui est proportionnelle à la vitesse de l'arbre d'entrée.9. Les impulsions sont converties par le convertisseur numé- rique/analogique 45 en un courant continu qui traverse la résistance 46 pour produire un signalOJ o de vitesse angulaire. Le circuit est agencé de manière que les signaux) i et 6) o soient égaux en tension lorsque les vitesses du vilebrequin 5 et de l'arbre d'entrée sont égales. Le signal6J i est inversé en un signal -&. i par l'inverseur 42. Les deux signaux 4Ji et L o sont additionnés par l'additionneur 43 pour produire le signal (CJ i- CJo). Le multiplieur 44 multiplie (C i- J o) par le signalSJ i provenant du convertisseur numérique/analogique 41 pour produireÈ i(îJ i- (.,o). La sortie ( i ( (j i- d o) est appliquée à l'intégra- teur 47 et est intégrée lorsque l'interrupteur d'accé- lération 51 est fermé par suite de l'enfoncement de la pédale d'accélérateur. Ainsi l'intégrateur 47 pro- duit un signal de sortie. | Ji (&Ji - 6J o) dt = Q' Jo Le signal Q' est proportionnel à la quantité de chaleur engendrée par le glissement se produisant dans l'embrayage. Le signal Q' est appliqué au compa- rateur 48 pour être comparé à une tension de référen- ce Y provenant du générateur 50 de tension de réfé- rence. Lorsque la quantité de chaleur est faible, c'est-à-dire Q' sans glissement comme on va le décrire dans la suite. En se référant à la Fig.4, lorsque la vitesse du véhicule est supérieure à la vitesse donnée V11 que la pédale d'accélérateur est enfoncée et que le levier de changement de rapport n'est pas actionné, l'interrupteur 51 d'accélérateur et l'interrupteur 62 de vitesse du véhicule sont fermés et l'interrupteur 63 de levier de changement de rapport est ouvert. La porte NON-ET 64 produit une sortie de niveau haut. Par conséquent, les deux entrées de la porte NON-ET 65 sont à des niveaux hauts, de sorte que cette porte NON-ET 65 produit un signal de niveau bas. Le signal de niveau bas rend conducteur les transistors 52 et 53 pour laisser passer le courant nominal d'embrayage selon le trajet a-b-c-d pour exciter le bobinage 7. Le courant d'embrayage traversant le bobinage 7 est commandé par un signal de commande d'embrayage qui est appliqué à l'entrée de la porte NON-OU 61. Lorsque l'interrupteur 51 d'accélération ou l'in- terrupteur 62 de vitesse est ouvert ou que l'interrup- teur 63 du levier de changement de rapport est fermé, la porte NON-ET 65 reçoit un signal de niveau bas et une sortie de niveau haut apparaît à la sortie. Les transistors 52 et 53 sont par conséquent rendus non conducteurs, de sorte que le courant électrique cir- cule selon le trajet a-c-b-e. Un courant inverse tra- verse ainsi le bobinage 7 ce qui a pour résultat le déserrage de l'embrayage. Lorsque l'embrayage surchauffe par suite d'un glissement se produisant pendant une durée importante, et que l'interrupteur 69 est fermé, un signal.de ni- veau bas est appliqué à la porte NON-ET 64. La porte 64 produit ainsi une sortie de niveau haut indépen- damment du fait que l'interrupteur d'accélérateur 51 est fermé ou ouvert. La porte NON-ET 65 produit par conséquent une sortie de niveau bas, de sorte que les transistors 52 et 53 sont rendus conducteurs. Ainsi le courant nominal d'embrayage circule selon le trajet a-b-c-d cour serrer complètement l'embrayage, empê- chant ainsi le glissement de celui-ci. Par suite, le moteur s'arrête en raison d'une charge élevée à la suite d'un démarrage en forte montée afin d'empêcher la surchauffe de l'embrayage. Il ressort de ce qui précède que l'invention fournit un dispositif qui détecte la quantité de cha- leur engendrée dans l'embrayage par glissement entre les organes de l'embrayage et commande les caractéris- tiques d'accouplement de l'embrayage en fonction de la quantité de chaleur détectée afin d'empêcher sa sur- chauffe. il REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour empêcher la surchauffe d'un embrayage pour moteur à combustion interne monté sur un véhicule, comprenant un organe menant fixé sur un vilebrequin du moteur, un organe mené adjacent à l'organe menant, une boîte de vitesses solidaire dudit organe mené comportant des trains d'engrenages à plusieurs rapports, et un levier de changement de rapport pour actionner ladite boîte de vitesses, dis- positif caractérisé en ce qu'il comprend un premier circuit (40) pour produire un premier signal de sor- tie en fonction de la vitesse dudit organe menant, un second circuit (39) pour produire un second signal de sortie proportionnel à la vitesse de révolution dudit organe mené, un calculateur pour calculer la diffé- rence entre ledit premier signal de sortie et ledit second signal de sortie, un intégrateur (47) pour in- tégrer ladite sortie du circuit calculateur et un comparateur (48) pour produire une sortie lorsque la sortie dudit intégrateur excède une valeur prédéter- minée, et un dispositif (49) de commande de l'embraya- ge pour modifier ses caractéristiques de serrage en fonction de la sortie dudit comparateur. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit (42,43,44, 47) de commande du courant d'embrayage pour commander le dispositif (49) de commande de l'embrayage. 3 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de commande (42,43, 44,47) du courant d'embrayage est agencé de manière à faire passer un courant déterminé d'embrayage en fonction de ladite sortie du comparateur (48). 250009S 4 - Dispositif suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le calculateur comprend un premier et un second convertisseurs numériques/analogiques (41,45) reliés au premier et au second circuit (40,39) respectivement, un inverseur (42) pour inverser les signaux de sortie dudit premier convertisseur (41), un additionneur (43) pour additionner le signal de sortie de l'inverseur (42) et dudit second circuit (45) et un multiplieur (44) pour multiplier lesdits signaux de sortie dudit premier convertisseur numérique/analogique et de l'additionneur.