Brevet FR2824873A1 — publié le 20021122

durce de désulfuration. L'invention concerne un dispositif et un procédé d'arrêt d'un moteur à combustion interne de propuision d'un véhicule automobile dans une posi tion facilitant un redémarrage du moteur. Les moteurs à combustion interne des véhicules automobiles compor tent au moins un piston mobile de manière alternative dans un cylindre et, généralement, plusieurs pistons montés mobiles chacun dans un cylindre, le piston ou chacun des pistons étant relié à un vilebrequin par une bielle en tranant le vilebrequin en rotation autour d'un axe. Le vilebrequin, généralement solidaire d'un volant à l'une de ses ex trémités, constitue une partie tournante du moteur assurant l'entranement des roues du véhicule, par l'intermédiaire de la transmission. Le démarrage du moteur à combustion interne est assuré par un mo teur électrique ou un alternateur réversible assurant la mise en rotation de la partie tournante du moteur et le déplacement des pistons dans les cylindres, par exemple, par l'intermédiaire d'une couronne d'entranement solidaire du vilebrequin et d'un pignon ou d'une courroie. De manière à limiter la puissance nécessaire du moteur électrique du démarreur ou de l'alternateur réversible et donc son encombrement ainsi que la consommation électrique nécessaire au démarrage du moteur, il est souhaitable de réaliser le démarrage du moteur à combustion interne dans des conditions telles que la puissance de démarrage soit minimale. Dans le cas de véhicules automobiles équipés d'un système appelé "stop and start", utilisé pour arrêter et redémarrer le moteur lorsque le véhi cule est arrêté momentanément, par exemple dans une file de véhicules, il est souhaitable, du fait de l'utilisation fréquente du démarreur ou de l'alterna teur réversible, de limiter au maximum la puissance nécessaire au démar rage du moteur à combustion interne. On a constaté, qu'après un arrêt d'un moteur thermique, la puissance nécessaire au démarrage du moteur est essentiellement variable entre une puissance minimale de démarrage et une puissance maximale qui est d'en viron 30 % supérieure à la puissance minimale. Afin d'optimiser le fonction nement des moteurs au démarrage et à solliciter le moins possible le démar reur et la batterie alimentant le démarreur, il est souhaitable de régler les conditions de fonctionnement du moteur, de manière à pouvoir le démarrer dans tous les cas à une puissance voisine de la puissance minimale. La puissance de démarrage dépend en particulier de la position des organes mobiles du moteur à l'arrêt avant le démarrage et tout particulière ment de la position angulaire de la partie tournante du moteur comportant le vilebrequin. On a proposé, dans une demande de brevet français 00 03609, de régler la position angulaire du vilebrequin d'un moteur à combustion interne au moment de l'arrêt du moteur, à l'aide d'une machine tournante électrique reliée en rotation au vilebrequin. On peut soit moduler le freinage du moteur à combustion interne pendant la phase d'arrêt du moteur ou recaler la partie tournante dans une position favorable au redémarrage, en utilisant la ma chine tournante électrique. Un tel dispositif nécessite l'utilisation d'une machine tournante électri que telle qu'un moteur ou un alternateur réversible et un module de com mande de la machine tournante électrique. Le but de l'invention est de proposer un dispositif d'arrêt d'un moteur à combustion interne de propulsion d'un véhicule automobile dans une posi tion facilitant un redémarrage du moteur, le moteur comportant une partie tournante comprenant notamment un vileUrequin et un volant solidaire du vilebrequin en rotation ayant une surface externe cylindrique, ce dispositif d'arrêt, de forme simple et peu coûteuse, permettant d'assurer l'arrêt de la partie tournante du moteur dans une position optimale. Dans ce but, le dispositif d'arrêt suivant l'invention comporte un pion d'arrêt monté mobile entre une position inactive et une position active dans laquelle le pion d'arrêt est en contact avec la surface externe du volant, dans une direction radiale par rapport à la surface externe du volant, sur un sup port fixe en rotation placé dans une disposition adjacente à la surface ex terne du volant, un moyen de poussoe sur le plon d'arrêt dans la direction radiale, un moyen de commande du moyen de poussée et une cavité d'arrêt s'étendant radialement vers l'intérieur du volant, à partir de sa surface ex terne, dans une zone circonférentielle de la surface externe du volant. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple, en se référant aux figures jointes en annexe, un dispositif d'arrêt de la partie tournante d'un moteur à combustion interne, suivant l'in vention. La figure 1 est une vue en perspective partielle de la partie tournante d'un moteur à combustion interne et d'un dispositif d'arrêt suivant l'invention. La figure 2 est une vue en coupe du dispositif d'arrêt suivant l'inven tion, dans un plan radial de section de la partie tournante du moteur. Sur la figure 1, on voit une partie d'extrémité d'un vilebrequin 1 d'un moteur à combustion interne, sur laquelle est calé un volant 2 ayant une sur face externe 2a de forme générale cylindrique sur laquelle peuvent être pré vues une ou plusieurs couronnes dentées telles que 3 et 4 constituant par exemple une couronne d'entranement de la partie tournante du moteur ou une couronne dentée du dispositif compte-tours. Le dispositif d'arrêt suivant l'invention, désigné de manière générale par le repère 6, comporte un pion d'arrêt 7 monté mobile dans la direction radiale du volant 2 à l'intérieur d'un support fixe 8 et une cavité 9 s'étendant radialement vers l'intérieur du volant 2 et placée suivant une zone circonfé rentielie de la surface externe 2 du volant, par exemple dans une zone cir conférentielle de la couronne dentée 3 dont certaines dents ont été suppri mées. Comme il est visible sur les figures 1 et 2, le support 8 du plon d'arrêt 7 comporte des pattes de fixation 8c et 8d, permettant de fixer le support 8 sur une partie fixe en rotation du véhicule automobile, dans une position adjacente à la surface externe 2a du volant 2. Le support 8 présente une forme générale tuLulaire et comporte en particulier une chambre cylindrique 8a débouchant en vis-à-vis de la surface externe 2a du volant 2, dans laquelle est monté glissant le pion d'arrêt 7, dans la direction axiale lO du support 8 dirigée suivant une direction radiale du volant 2. Le plon 7 présentant une forme générale cylindrique comporte de pré férence une goupille de guidage 11 de direction radiale légèrement saillante à ses extrémités par rapport à la surface latérale de la partie cylindrique du pion 7 guidé dans la chambre 8a du support 8. Deux rainures de direction axiale de la surface interne de la chambre 8a dans lesquelles sont reçues les parties d'extrémité en saillie de la gou pille 11 permettent d'assurer une orientation parfaitement constante du plon d'arrêt 7 et en particulier de l'extrémité 7a du doigt 7 destinée à venir s'en gager dans la cavité 9 du volant 2 pour assurer l'arrêt de la partie tournante du moteur dans une position d'arrêt parfaitement définie. Le support fixe 8 comporte une seconde chambre 8b séparée de la chambre 8a par un épaulement sur lequel vient reposer une rondelle d'appui 13 traversée par une ouverture de passage d'une tige de poussée 12 du pion d'arrêt 7. La tige de poussée 12 du plon d'arrêt 7, disposée suivant la direction axiale 10, est engagée et fixée dans une ouverture du pion d'arrêt 7 à l'une de ses extrémités et comporte, à son extrémité opposoe, un épanouisse ment 12a dans lequel est engagée et fixée une partie d'extrémité d'une tige d'actionnement solidaire du noyau magnétique mobile d'un électro-aimant 14 fixé sur le support 8 par l'intermédiaire d'un couvercle vissé 15 fermant la seconde extrémité du support tubulaire 8 opposée à son extrémité assurant le passage de la partie active d'extrémité 7a du pion d'arrêt 7. La tige d'ac tionnement de l'électroaimant 14 pénètre dans la chambre supérieure 8b du support tubulaire 8 par une ouverture ménagée dans le couvercle vissé 15. Un ressort hélicofdal 16 est intercalé entre la rondelle d'appui 13 et la partie épaulée 12a de la tige de poussée 12 du pion d'arrêt 7. L'électro-aimant 14 est alimenté en courant électrique par l'intermé diaire d'une unité de commande électrique 17 qui peut être actionnée par exemple depuis le poste de conduite du véhicule automobile, de manière manuel le. ou de man ière automatiq ue, lorsqu'on coupe le contact d u véh i cule automobile pour arrêter le moteur à combustion interne. Lorsqu'on alimente l'électro-aimant 14 en courant électrique, la tige d'actionnement se déplace dans la direction axiale 10 en entranant le plon d'arrêt 7, par l'intermédiaire de la tige de poussoe 12, dans la direction ra diale du volant 2 et vers l'intérieur du volant. L'extrémité active 7a du pion d'arrêt 7 se déplace dans la direction radiale du volant 2, jusqu'à venir en contact avec la surface externe délimi tant une piste circulaire 2a du volant 2, cette piste circulaire 2a pouvant être constituée par la surface d'extrémité de la denture de la couronne 3 ou par une partie lisse du volant 2 dans laquelle est prévue une cavité 9. Après l'arrêt du moteur à combustion interne du véhicule automobile, la partie tournante 5 du moteur continue à tourner par inertie, si bien que la partie active 7a du pion d'arrêt 7 balaye la piste circulaire 2a du volant 2 dans laquelle est prévue la cavité 9. Le ressort hélicodal 16 est comprimé entre la rondelle 13 en appui sur le support fixe 8 et l'épanouissement 12a de la tige de poussée 12 du pion d'arrêt 7. Lorsque la cavité 9 parvient dans l'alignement axial du pion d'arrêt 7, la tige de poussée 12 de l'électro-aimant exerce une poussée sur la partie d'extrémité active 7a du plon d'arrêt 7 pour la faire pénétrer dans la cavité 9, la tige d'actionnement solidaire du noyau magnétique mobile de l'électro aimant 14 étant maintenue par le courant d'alimentation de l'électro-aimant en position extraite et comprimant le ressort 16 par l'intermédiaire de la tige de poussoe 12. L'introduction de la partie active 7a du pion d'arrêt 7 dans la cavité 9 provoque un arrêt de la partie tournante 5 du moteur à combustion interne par mise en butée d'un bord de la cavité 9 sur la partie active 7a du plon d'arrêt 7. De préférence, la partie d'extrémité active 7a du plon d'arrêt 7 porte une lame élastique 18 ayant la forme d'un ressort à lame pliée en U. La cavité 9 est de préférence garnie intérieurement d'une cuvette 19 co nstituée pa r u ne lame m étal liq u e do nt l es bords relevés d'extrémité consti tuent des lames élastiques d'un ressort. L'arrêt de la partie tournante du moteur est donc amorti par coopéra tion de la lame de ressort 18 du pion d'arrêt 7 avec l'un des bords élastiques de la cuvette 19 placce dans la cavité 9 et constituant une lame de ressort. La position du support fixe 8 assurant le guidage du pion d'arrêt 7 par rapport à la surface externe du volant 2 et ia position dans la direction cir conférentielle de la cavité 9 sur la surface externe du volant 2 sont détermi nées de manière très précise, pour obtenir un arrêt du moteur sous l'effet du pion d'arrêt 7, dans une position angulaire de la partie tournante 5 et en par ticulier du vilebrequin 1, telle que le couple de redémarrage du moteur soit minimal. Après l'arrêt complet de la partie tournante 5 du moteur, I'unité de commande 17 de l'électro-aimant assure la coupure du courant d'alimenta tion de l'électro-aimant 14, de sorte que le noyau magnétique et la tige d'ac tionnement de l'électro-aimant ne sont plus maintenus en position extraite par la bobine de l'électro- aimant. Le ressort hélicodal 16 assure le dépla cement de l'ensemble constitué par le doigt d'arrêt 7, la tige de poussée 12 et la tige d'actionnement de l'électro-aimant 14, dans la direction radiale du volant 2 et vers l'extérieur. Ce déplacement assure le retrait de la partie active 7a du pion 7 de la cavité 9, de sorte que le redémarrage du moteur est possible. Ce redémar rage sera effectué de manière optimale, la puissance nocessaire au démar rage étant minimale. L'interruption de l'alimentation de l'électro-aimant 14, après arrêt de la partie tournante 5 du moteur, peut être commandée par un capteur assurant la détection de l'arrêt de la partie tournante ou la mise en contact des res sorts 18 et 19 du pion d'arrêt 7 et de la cavité 9 du volant 2. L'alimentation de l'électro-aimant 14 pourrait être également tempori sée, de manière qu'après un certain temps pendant lequel on a assuré l'im mobilisation de la partie tournante du moteur, I'électro-aimant soit désactivé automatiquement. Dans tous les cas, on obtient un arrêt du moteur dans une position optimale, en utilisant un dispositif simple et indéréglable. La commande de l'arrêt de la partie tournante du moteur peut être manuelle ou automatique. L'invention s'applique à tout type de véhicule automobile et en particu lier aux véhicules automobiles comportant un système d'arrêt et de redémar rage automatique du moteur. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'arrêt d'un moteur à combustion interne de propuision d'un véhicule automobile dans une position facilitant un redémarrage du mo teur, le moteur comportant une partie tournante (5) comprenant notamment un vilebrequin (1) et un volant (2) solidaire du vilebrequin (1) en rotation, ayant une surface externe cylindrique (2a), caractérisé par le fait qu'il com porte un pion d'arrêt (7) monté mobile entre une position inactive et une po sition active dans laquelle le pion d'arrêt (7) est en contact avec la surface externe (2a) du volant (2), dans une direction radiale, par rapport à la sur face externe (2a) du volant (2), sur un support (8) fixe en rotation placé dans une disposition adjacente par rapport à la surface externe (2a) du volant (2), un moyen de poussée (14) sur le pion d'arrêt (7) dans la direction radiale (10), un moyen de commande (17) du moyen de poussée (14) et une cavité d'arrêt (9) s'étendant radialement à l'intérieur du volant (2), à partir de sa surface externe (2a), dans une zone circonférentielle de la surface externe (2a) du volant 2). 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen de poussée (14) sur le pion d'arrêt (7) est constitué par la tige d'ac tionnement d'un électro-aimant (14) alimenté en courant électrique par l'in termédiaire d'une unité de commande (17), I'électro-aimant (14) étant fixé sur le support fixe (8) et la tige d'actionnement de l'électroaimant (14) étant reliée au pion d'arrêt (7) par l'intermédiaire d'une tige de poussée (12). 3.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'un ressort hélicoTdal (16) est intercalé entre une partie de la tige de poussée (12) du plon d'arrêt (7) et le support fixe (8), de manière que le ressort (16) comprimé par la tige d'actionnement de l'électro-aimant (14), lorsque le pion d'arrêt (7) est en contact avec la surface externe (2a) du volant (2) assure un rappel du plon d'arrêt (7) dans la direction radiale (10) vers l'extérieur du vo lant (2), lorsque l'alimentation de l'électro-aimant (14) est coupée, pour assu rer l'extraction de la partie active d'extrémité (7a) du plon d'arrêt (7) de la cavité (9). 4.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, ca ractérisé par le fait que le pion d'arrêt (7) comporte une partie active d'ex trémité (7a) destinée à être introduite dans la cavité (9) du volant (2) pour l'arrêt de la partie tournante (5) du moteur, sur laquelle est fixée une lame de ressort d'amortissement (18). 5.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, ca ractérisé par le fait qu'une lame métallique (19) en forme de cuvette ayant des bords relevés est fixce à l'intérieur de la cavité (9), de manière que les bords relevés de la lame métallique (19) constituent des lames de ressort d'amortissement, lors de l'arrêt de la partie tournante (5) du moteur par le pion d'arrêt (7). 6.- Procédé d'arrêt d'un moteur à combustion interne de propuision d'un véhicule automobile dans une position facilitant un redémarrage du mo teur, le moteur comportant une partie tournante (5) comprenant notamment un vilebrequin (1) et un volant (2) solidaire du vilebrequin (1) en rotation ayant une surface externe cylindrique (2a), caractérisé par le fait qu'après arrêt du moteur à combustion interne, la partie tournante (5) étant toujours en rotation, on déplace un pion d'arrêt (7) dans une direction radiale par rapport à la surface externe (2a) du volant (2) jusqu'à mettre en contact avec la surface externe (2a) du volant (2), une partie d'extrémité active (7a) du pion d'arrêt (7), de manière que la partie d'extrémité active (7a) du plon d'ar rêt (7) pénètre dans une cavité d'arrêt (9) s'étendant radialement à l'intérieur du volant (2) à partir de sa surface externe (2a) dans une zone circonféren tielle de la surface externe du volant (2), lorsque la rotation de la partie tour nante (5) du moteur a amené la cavité d'arrêt (9) du volant (2) dans l'aligne ment axial du pion d'arrêt (7), qu'on arrête la rotation de ia partie tournante (5) du moteur par coopération de la partie d'extrémité active (7a) du pion d'arrêt (7) et de la cavité (9) et, qu'après arrêt complet de la partie tournante (5) du moteur, on provoque un déplacement du pion d'arrêt (7) dans la direc tion radiale du volant (2) et vers l'extérieur, pour extraire la partie d'extrémité active (7a) du pion d'arrêt (7) de la cavité (9).