Brevet FR2802032A1 — publié le 20010608

La présente invention est relative aux machines électriques aptes à être utilisées dans un véhicule automobile d'une part comme générateur et d'autre part comme moteur électrique pour le démarrage du moteur à combustion interne du véhicule. De nombreuses structures de machines électriques susceptibles d'être utilisées dans des véhicules automobiles d'une part comme genérateur et d'autre part comme moteur électrique de demarreur ont déjà 1 1 proposées. On pourra à cet égard avantageusement se reporter par exemple aux demandes de brevet français déposées sous les numéros 96- 02462 et 96-02463. Ces machines électriques sont généralement appelées "alterno-démarreurs". La commande en mode moteur de ces machines électriques nécessite habituellement un suivi de la position angulaire de leur rotor. Classiquement, ce suivi est effectué au moyen d'une instrumentation à capteurs à effet Hall, qui comporte une cible magnétique fixée sur l'arbre du rotor de la machine et des cellules à effet Hall, généralement au nombre de trois, fixées sur le stator de la machine, notamment sur les paliers de celle-ci. Toutefois, de tels moyens de suivi de rotation, qui sont ceux genéralement utilisés pour des moteurs électriques simples, posent plusieurs inconvénients pour les alterno-démarreurs. Notamment, il s'avère que la cible présente une mauvaise tenue aux vibrations. Elle génère des nuisances sonores importantes. Egalement, les capteurs que constituent les cellules à effet Hall se trouvent placés dans l'environnement du moteur et sont ce fait soumis à températures particulièrement élevées. Leur montage est généralement compliqué. En outre, l'indexage de l'instrumentation s'avère difficile. Un but de l'invention est de proposer une machine électrique apte à être utilisée comme générateur et comme moteur électrique de démarreur et qui comporte des moyens pour le suivi de la rotation son rotor qui ne présente pas les inconvénients précités. Elle propose notamment une machine électrique apte à être utilisée dans un véhicule automobile d'une part comme générateur et d'autre part comme moteur électrique pour le démarrage du moteur à combustion interne du véhicule, comportant un rotor, un stator qui presente un palier avant traversé par l'arbre du rotor, une poulie montée ledit arbre à l'extérieur du stator, des moyens pour le suivi de la rotation du rotor qui comportent une cible magnétique et au moins un capteur à effet Hall detectant le passage de ladite cible, caractérisée en ce que ladite cible est fixée sur la poulie, le (ou les) capteur(s) à effet Hall étant monté(s) sur le palier avant à l'extérieur du stator. Une telle machine est avantageusement complétée par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles : - le (ou les) capteur(s) est (sont) orienté(s) parallèlement à l'axe du rotor, la cible étant disposée sur une surface de chanfrein de la poulie en regard du palier avant. - le (ou les) capteur(s) est (sont) orienté(s) radialement par rapport à l'axe du rotor, la cible étant disposée sur une partie de la poulie entre la zone de ladite poulie qui reçoit une courroie d'entraînement et le palier avant. - la machine comporte des moyens pour régler l'indexation angulaire capteurs par rapport à l'axe de ladite machine. - les capteurs sont montés sur un support dont la position angulaire par rapport au palier avant peut être réglée. - la machine comporte trois capteurs à effet Hall. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit qui est purement illustrative et non limitative et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique en coupe d'un alterno-démarreur conforme à un mode de réalisation possible pour l'invention -, - la figure 2 est une représentation schématique en coupe d'un alterno-démarreur conforme à un autre mode de réalisation possible pour l'invention. La machine électrique représentée sur la figure 1 est un alterno- demarreur qui comporte un rotor 1 monté dans un stator 2. Le rotor 1 comprend un axe 3 et des bobinages 4 tournant avec ledit 3. Le stator 2 comporte quant à lui deux paliers 5 et qui sont refermés l'un sur l'autre, ainsi qu'un jeu de bobinages 7 statoriques. Le palier 5 constitue le palier avant, tandis que le palier 6 constitue le palier arrière. L'axe 3 se prolonge au-delà du palier avant 5 et porte à l'extérieur dudit palier une poulie 8. Cette poulie 8 est destinée à coopérer avec une courroie à rainures en V (non représentée) par laquelle le moteur thermique entraîne l'arbre 3 et l'ensemble du rotor 1 lorsque la machine électrique fonctionne en mode générateur. Cette poulie 8 et la courroie qui lui est associée permet également en sens inverse à la machine électrique d'entraîner le moteur thermique, lorsque ladite machine fonctionne en mode démarreur. Lors de ce fonctionnement en mode moteur, le suivi de la rotation de l'arbre 3 est assuré par l'intermédiaire d'une instrumentation qui comporte une cible magnétique 9 et trois capteurs à effet Hall 10. La cible 9 est fixée sur la poulie 8. Elle est constituee par une portion en un matériau magnétique insérée dans une pièce annulaire. Les capteurs à effet Hall 10 sont quant à eux disposés sur le palier avant 5, à l'extérieur du stator 2. Ils sont reliés à une électronique de gestion (liaison électrique 12), qui traite les signaux transmis par lesdits capteurs pour en déduire la position angulaire du rotor 1. Dans l'exemple illustré sur la figure 1, la cible 9 disposée sur la surface de la poulie 8 qui forme chanfrein et qui est regard du palier avant 5, tandis que les capteurs à effet hall 10 sont disposés sur le palier avant 5, au droit du cercle sur lequel la cible 9 se déplace, en étant orientés vers ledit chanfrein de la poulie 8. Plus particulièrement, les capteurs 10 sont montes sur un support 11 qui est une pièce en forme de disque qui est rapportée le palier 5. La position de ladite pièce 11 par rapport au palier 5 peut être ajustée façon à permettre l'indexation angulaire des capteurs 10. Comme on l'aura compris, dans l'exemple illustré sur la figure 1, la détection fait axialement. Elle peut également, comme l'illustre la figure 2, être radiale. Dans l'exemple illustré sur cette figure 2, la cible 9 est montée sur un manchon 12 que la poulie 8 présente entre sa partie qui reçoit la courroie d'entraînement et le palier avant 5. Les capteurs 10 sont quant à eux situés au droit de la cible 9 et sont orientés radialement par rapport à l'axe 3. D'autres positions que celles représentées sur les figures 1 et 2 pourraient toutefois bien entendu être envisagées, en fonction notamment de la forme de la poulie. On notera que les solutions qui viennent d'être décrites présentent les avantages suivants : - du fait que la cible est montée non pas sur l'arbre du rotor, mais sur l'arbre de la poulie, elle présente une meilleure tenue aux vibrations ; - la cible les capteurs sont moins sollicités thermiquement puisqu'ils se trouvent ' l'extérieur du stator ; - le système est plus facile à indexer puisqu'il est placé à l'extérieur de l'alternateur ; l'indexation est en outre facilitée par le réglage possible sur la position angulaire des capteurs ; - les niveaux de bruit de l'alternateur ne sont pas dégradés par la cible - le montage des capteurs est facile et peut être réalisé après assemblage complet de l'alternateur ; - la standardisation est facile. REVENDICATIONS 1. Machine électrique apte à être utilisée dans un véhicule automobile d'une part comme générateur et d'autre part comme moteur électrique pour le démarrage du moteur à combustion interne du vehicule, comportant un rotor (1), un stator (2) qui présente un palier avant (5) traversé par l'arbre (3) du rotor (1), une poulie (8) montée sur ledit arbre (3) à l'extérieur du stator (2), des moyens pour le suivi de la rotation du rotor (1) qui comportent une cible magnétique (9) et au moins un capteur à effet Hall (10) détectant le passage de ladite cible, caractérisée en ce que ladite cible (9) est fixée sur la poulie (8), le (ou les) capteur(s) à effet Hall (Il étant monté(s) sur le palier avant (5) à l'extérieur du stator. 2. Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le les) capteur(s) (10) est (sont) orienté(s) parallèlement à l'axe du rotor la cible (9) étant disposée sur une surface de chanfrein de la poulie regard du palier avant. 3. Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le les) capteur(s) (10) est (sont) orienté(s) radialement par rapport à l'axe rotor, la cible (9) étant disposée sur une partie de la poulie (8) entre la zone de ladite poulie qui reçoit une courroie d'entraînement et le palier avant (5). 4. Machine électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour régler l'indexation angulaire des capteurs (10) par rapport à l'axe de ladite machine. 5, Machine électrique selon la revendication 4, caractérisée en ce que les capteurs sont montés sur un support (11) dont la position angulaire par rapport au palier avant peut être réglée. 6. Machine électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte trois capteurs à effet Hall (10).