Brevet FR2877697A1 — publié le 20060512

L'invention concerne un dispositif pour commander la vitesse de rotation d'un moteur à combustion interne, notamment d'un moteur à deux temps, dans un outil de travail guidé et man uvré à la main, tel qu'une tronçonneuse à chaîne, une tronçonneuse à disque, une débroussailleuse ou outil similaire, comprenant un circuit d'allumage qui commande l'instant d'allumage d'une bougie d'allumage par rapport à l'angle de vilebrequin d'un vilebrequin du moteur à combustion interne, en fonction de sa vitesse de rotation, l'ensemble comprenant également un embrayage centrifuge qui est entraîné par le vilebrequin et qui embraye lors du dépassement d'une première vitesse de rotation et est embrayé après avoir atteint une deuxième vitesse de rotation. Des outils de travail guidés et man uvrés à la main, tels que des tronçonneuses à chaîne, des tronçonneuses à disque, des débroussailleuses ou outils similaires, sont le plus souvent entraînés par un moteur à deux temps dont la bougie d'allumage est reliée à un circuit d'allumage, qui commande l'instant d'allumage par rapport à l'angle de vilebrequin du moteur à combustion interne, en fonction de la vitesse de rotation du vilebrequin. Sur le vilebrequin est fixé, de manière liée en rotation à celui-ci, le support pour les masselottes centrifuges d'un embrayage centrifuge, le tambour ou la cloche d'embrayage de l'embrayage centrifuge étant relié à un arbre de sortie, une roue dentée de sortie, un disque de sortie ou un élément similaire. Lors du dépassement d'une vitesse de rotation d'embrayage (première vitesse de rotation), l'embrayage centrifuge commence à embrayer, et est embrayé sensiblement sans glissement après avoir atteint une vitesse de rotation plus élevée (deuxième vitesse de rotation). Lors du passage de cette plage de vitesse de rotation, il se produit un glissement entre ledit support avec les masselottes centrifuges et la cloche d'embrayage, ce qui engendre de la chaleur. Si en raison de conditions de fonctionnement non admissibles, l'embrayage centrifuge fonctionne pendant une durée trop longue, avec glissement, entre la vitesse de rotation d'embrayage et la vitesse de rotation de l'état embrayé, il est possible qu'apparaissent des sollicitations thermiques excessives, qui par voie de conséquence conduisent à une altération du fonctionnement de l'embrayage centrifuge. Le but de l'invention consiste à limiter la sollicitation thermique d'un embrayage centrifuge. Conformément à l'invention, ce but est atteint par un dispositif du type de celui mentionné en introduction, caractérisé en qu'un circuit de protection est activé dans une bande de vitesses de rotation entre ladite première vitesse de rotation et ladite deuxième vitesse de rotation, en ce que le circuit de protection surveille la durée de séjour de la vitesse de rotation actuelle à l'intérieur de ladite bande de vitesses de rotation, et en ce que le circuit de protection, en cas de dépassement d'une durée de séjour prescrite, intervient dans la commande du processus de combustion de façon à ce que la vitesse de rotation quitte ladite bande de vitesse de rotation. Dans la bande de vitesses de rotation entre la première vitesse de rotation (vitesse de rotation d'embrayage) et la deuxième vitesse de rotation (vitesse de rotation de l'état embrayé), le circuit de protection, qui surveille la durée de séjour de la vitesse de rotation actuelle à l'intérieur de la bande de vitesses de rotation, est activé. Si la vitesse de rotation actuelle dépasse une durée de séjour prescrite à l'intérieur de ladite bande de vitesses de rotation, alors on intervient dans le processus de combustion, par exemple par une modification de l'instant d'allumage ou de l'amenée de carburant, de manière à ce que la vitesse de rotation quitte la bande de vitesses de rotation. On limite ainsi la dite durée de séjour de la vitesse de rotation actuelle à l'intérieur de la bande critique de vitesses de rotation entre ladite première et ladite deuxième vitesse de rotation, de sorte que la production glissement centrifuge également d'empêcher, sollicitation l'embrayage. Un autre éventuelle de chaleur en raison du entre le support et sa cloche limitée. Il est de manière thermique avantage obtenu séparation sûre entre l'arbre de l'embrayage d'embrayage est ainsi possible fiable, toute excessive de réside dans une de sortie et le moteur à combustion interne, parce que le circuit de protection conforme à l'invention permet, pendant la marche au ralenti du moteur à combustion interne, de surveiller et ainsi de garantir un débrayage fiable. Avantageusement, après détection d'une durée de séjour trop longue, la vitesse de rotation actuelle est abaissée en-dessous de ladite première vitesse de rotation, à savoir la vitesse de rotation d'embrayage. Il s'avère ici avantageux d'effectuer cet abaissement en- dessous de la vitesse d'embrayage avec un écart de sécurité par rapport à la vitesse de rotation d'embrayage. L'intervention dans la combustion peut se faire de façon telle que le circuit de protection supprime l'allumage de la bougie d'allumage, totalement, ou selon un mode prescrit. Des modes stochastiques peuvent notamment s'avérer rationnels. Si du carburant est amené au moteur à combustion interne par l'intermédiaire d'une soupape ou vanne commutable, par exemple une électrovanne, il est possible, en plus de la suppression de l'allumage ou à la place de la suppression de l'allumage, par fermeture de la vanne, de modifier ou d'interrompre l'alimentation en carburant pour un ou plusieurs tours de rotation du vilebrequin. Le dispositif, à savoir le circuit de protection, comporte avantageusement, pour mesurer ladite durée de séjour, un organe de temps, qui peut notamment être conçu sous forme d'un compteur. Le circuit de protection peut donc avantageusement comporter un compteur, notamment un compteur assurant la sommation des tours de rotation du vilebrequin, pour relever ladite durée de séjour. Dans la sommation des tours ce cas, on réalise de rotation du vilebrequin et lorsque l'on atteint une grandeur pouvant être prescrite, on intervient dans le circuit d'allumage dans l'optique d'un abaissement de la vitesse de rotation. La désactivation du circuit de protection, c'est à dire la désactivation par exemple de l'intervention dans le système d'allumage, peut s'effectuer par le passage en-dessous d'une vitesse de rotation de désactivation, la vitesse de désactivation devant être située en-dessous de la vitesse d'embrayage, à savoir ladite première vitesse de rotation, et de préférence nettement en-dessous de celle-ci. Lors du passage en- dessous de la vitesse de désactivation, l'intervention dans la combustion est désactivée, de sorte que le moteur monte à nouveau en régime. Si la vitesse de rotation continue à rester trop longtemps dans la largeur de bande surveillée, on intervient à nouveau de manière à abaisser la vitesse de rotation. La marche irrégulière, non normale du moteur, ainsi produite, constitue également un signal d'alerte acoustique pour l'utilisateur, indiquant que l'état de fonctionnement est incorrect et non admissible. D'après un mode de réalisation de l'invention, le circuit de protection est désactivé par un interrupteur fermé dans la position de ralenti du papillon d'étranglement. Ainsi, il s'avère avantageux de disposer au niveau du papillon d'étranglement un capteur ou interrupteur, qui relève la position de ralenti du papillon d'étranglement et fournit cette information au circuit de protection. Si ce signal est présent, le circuit de protection est désactivé et l'on commute dans une commande d'allumage normale. Un exemple de réalisation va être explicité 35 plus en détail dans la suite, au regard des dessins annexés, qui montrent. Fig. 1 une vue schématique d'un dispositif conforme à l'invention, pour commander la vitesse de rotation d'un moteur à combustion interne, en vue de la protection d'un embrayage centrifuge, Fig. 2 une représentation schématique du déroulement du fonctionnement du dispositif selon la figure 1, reproduit en fonction de la vitesse de rotation. Le dispositif 1 représenté sur la figure 1, pour commander la vitesse de rotation d'un moteur à combustion interne 2, est utilisé pour un arbre de sortie 4 entraîné par l'intermédiaire d'un embrayage centrifuge 3. De tels systèmes d'entraînement trouvent leur application dans des tronçonneuses à chaîne, des tronçonneuses à disque, des débroussailleuses, des souffleurs ou d'autres outils portatifs guidés et man uvrés à la main, le moteur à combustion interne pouvant notamment être un moteur à deux temps. Le moteur à combustion interne 2, à un seul cylindre dans l'exemple de réalisation, aspire, via un carburateur 5, un mélange carburant/air. Le mélange pénétrant dans la chambre de combustion non représentée du moteur à combustion interne 2 est comprimé et est soumis à un allumage par une bougie d'allumage 6, qui est commandée par un circuit d'allumage 7. Le circuit d'allumage 7 est contrôlé ou surveillé par une unité centrale de calculateur 8 (CPU - "Central Processor Unit"), qui, entre autres, traite le signal de vitesse de rotation d'un capteur de vitesse de rotation 9, et relève la position du vilebrequin 10 par l'intermédiaire du capteur de vitesse de rotation 9. Dans le cas d'un allumage par volant magnétique, on dérive l'information de vitesse de rotation à partir du signal de tension induit. Au ralenti, à environ 2500 à 3500 tours, l'embrayage centrifuge 3 est débrayé. Les éléments ou masselottes centrifuges sont disposés de manière mobile sur un support 11 du côté vilebrequin, tandis que l'arbre de sortie 4 est relié à la cloche d'embrayage 12 chevauchant ledit support. Le mode de construction d'un tel embrayage centrifuge est connu et n'est donc pas évoqué de manière plus détaillée ici. La vitesse de rotation du moteur à combustion interne 2 est pilotée par l'utilisateur, par pivotement d'un papillon d'étranglement 13 disposé dans le carburateur 5, le papillon d'étranglement 13 étant à cet effet relié à un levier, de préférence le levier d'accélération ou manette des gaz 14, que l'on peut faire pivoter dans la direction de la flèche double 15 pour l'ouverture et la fermeture. La position de la manette des gaz 14 est contrôlée par un capteur de position 16 dont le signal est transmis au circuit central de commande 8 qui est ainsi en mesure de détecter la position d'ouverture du papillon d'étranglement 13 déplacé par l'utilisateur. Dans l'exemple de réalisation montré, le capteur de position 16 est réalisé sous la forme d'un capteur de ralenti, qui transmet la position de ralenti du papillon d'étranglement 13 à l'unité centrale CPU 8. L'instant d'allumage de la bougie d'allumage 6 est commandé par l'unité centrale de calculateur 8, par l'intermédiaire d'un circuit d'allumage 7, en fonction de la vitesse de rotation du vilebrequin 10, relativement à l'angle de vilebrequin. De cette manière, il est d'une part possible d'atteindre une vitesse de rotation de ralenti fiable, et d'autre part de garantir une montée en régime franche jusqu'à la vitesse de rotation la plus élevée. L'unité centrale CPU 8 intervient, par l'intermédiaire du circuit d'allumage 7, de manière à abaisser la vitesse de rotation, lorsque, par exemple, on atteint la vitesse de rotation maximale. Dans la zone de la vitesse de rotation de ralenti de par exemple 3500 t/min., l'embrayage centrifuge 3 est débrayé, tel que cela est effectivement représenté sur le diagramme selon la figure 2. Au-dessus d'une vitesse d'embrayage Dl de par exemple 3900 t/min., les masselottes centrifuges du support 11 s'appliquent contre le tambour ou la cloche d'embrayage 12 et commencent à transmettre un couple. L'embrayage centrifuge 3 établit une liaison de transmission de couple, le glissement entre le support 11 et la cloche d'embrayage 12 diminuant avec l'augmentation de la vitesse de rotation. Au-dessus d'une deuxième vitesse de rotation D2 de par exemple 4400 t/min., l'embrayage centrifuge est sensiblement embrayé sans glissement. Comme le montre la figure 1, il est prévu, de préférence de manière intégrée au dispositif de commande 1, un circuit de protection 17 qui surveille notamment la durée de séjour de la vitesse de rotation dans le domaine de la bande de vitesses de rotation D entre la vitesse de rotation d'embrayage Dl et la deuxième vitesse de rotation D2. Le circuit de protection 17 est activé par le circuit de commande central 8, par exemple lorsque la vitesse de rotation se situe dans la bande de vitesses de rotation D, qui comprend la première vitesse de rotation Dl (vitesse de rotation d'embrayage) et la deuxième vitesse de rotation D2 (vitesse de rotation de l'état embrayé). Dans tous les cas lorsque l'unité de commande 8 active le circuit de protection 17, ce circuit de protection 17 surveille la durée de séjour de la vitesse de rotation actuelle à l'intérieur de la bande de vitesses de rotation D. Si l'on détecte une durée de séjour prescrite de la vitesse de rotation actuelle à l'intérieur de la bande de vitesses de rotation D, l'unité de commande centrale 8 reçoit du circuit de protection 17 un signal correspondant, suite à quoi l'unité de commande centrale 8 intervient dans la commande de l'instant d'allumage de la bougie d'allumage 6 de manière telle, que la vitesse de rotation chute et quitte la bande de vitesses de rotation D. La vitesse de rotation est à cette occasion abaissée en-dessous de la vitesse de rotation d'embrayage Dl, un intervalle de sécurité A par rapport à la vitesse de rotation d'embrayage Dl étant prévu. De la même manière, on respecte un intervalle de sécurité B par rapport à la deuxième vitesse de rotation pour laquelle l'embrayage centrifuge 3 est embrayé sans glissement. La bande de vitesses de rotation D, qui est surveillée par le circuit de protection 17, s'étend ainsi d'une valeur endessous de la vitesse de rotation d'embrayage Dl jusqu'à une vitesse de rotation située au-dessus de la vitesse de rotation de l'état embrayé D2. A chaque fois que le circuit de protection constate une durée de séjour trop longue de la vitesse de rotation actuelle dans la bande de vitesses de rotation D, il se produit une intervention dans le système d'allumage de manière telle, que la vitesse de rotation vienne se situer en-dessous de la vitesse de rotation d'embrayage Dl. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 2, on a prévu, en guise de seuil inférieur, la vitesse de rotation d'embrayage Dl diminuée de l'intervalle de sécurité A, c'est à dire une vitesse de rotation d'environ 3800 t/min. L'intervention de l'unité centrale de commande 8 dans le circuit d'allumage 7 peut s'effectuer selon un mode prescrit, fixe ou variable. De manière rationnelle, on supprime l'allumage selon ce mode, qui peut avantageusement être un mode stochastique. L'allumage peut avantageusement également être supprimé jusqu'à l'abaissement à une vitesse de rotation limite prescrite. Pour mesurer la durée de séjour de la vitesse de rotation actuelle à l'intérieur de la bande de vitesses de rotation D, il est possible de prévoir un organe de temps 18. Cet organe de temps peut être conçu sous la forme d'un compteur qui produit la sommation des tours de rotation du vilebrequin, et déclenche l'abaissement marqué de vitesse de rotation lorsqu'on atteint des valeurs pouvant être prescrites. L'activation et la désactivation du circuit 35 de protection 17 peuvent être effectuées lorsque l'on passe en-dessous d'une vitesse de rotation de désactivation DD, qui se situe nettement en-dessous de la première vitesse de rotation Dl diminuée d'un intervalle de sécurité A. En variante, le circuit de protection 17 peut être désactivé dans la position de ralenti du papillon d'étranglement 13, le capteur de position 16 étant prévu à cet effet. A chaque fois que l'utilisateur ne ramène pas la manette des gaz 14 totalement dans la position de ralenti du papillon d'étranglement 13, c'est à dire ne relâche pas complètement les gaz, la vitesse de rotation du moteur à combustion interne 2 risque de se situer dans la zone de la bande de vitesses de rotation D de l'embrayage centrifuge 3. Comme un tel état peut également se produire pour une phase d'accélération quelconque, le circuit de protection mesure ladite durée de séjour à l'intérieur d'une bande de vitesses de rotation D prescrite, et abaisse la vitesse de rotation en influant sur le circuit d'allumage, à chaque fois que la durée de séjour mesurée est devenue trop grande. C'est seulement lorsque l'utilisateur relâche la manette des gaz 14 et que l'on détecte une position de ralenti correcte du papillon d'étranglement 13, que l'on commute à nouveau l'allumage dans un mode de fonctionnement normal. Cela peut également se produire après passage en-dessous de la vitesse de rotation de désactivation DD. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif pour commander la vitesse de rotation d'un moteur à combustion interne, notamment d'un moteur à deux temps (2), dans un outil de travail guidé et manoeuvré à la main, tel qu'une tronçonneuse à chaîne, une tronçonneuse à disque, une débroussailleuse ou un outil similaire, comprenant un circuit d'allumage (7) qui commande l'instant d'allumage d'une bougie d'allumage (6) par rapport à l'angle de vilebrequin d'un vilebrequin (10) du moteur à combustion interne (2), en fonction de sa vitesse de rotation, l'ensemble comprenant également un embrayage centrifuge (3) qui est entraîné par le vilebrequin (10) et qui embraye lors du dépassement d'une première vitesse de rotation (Dl) et est embrayé après avoir atteint une deuxième vitesse de rotation (D2), caractérisé en ce qu'un circuit de protection (17) est activé dans une bande de vitesses de rotation (D) entre ladite première vitesse de rotation (Dl) et ladite deuxième vitesse de rotation (D2), en ce que le circuit de protection (17) surveille la durée de séjour de la vitesse de rotation actuelle à l'intérieur de ladite bande de vitesses de rotation (D), et en ce que le circuit de protection (17), en cas de dépassement d'une durée de séjour prescrite, intervient dans la commande du processus de combustion de façon à ce que la vitesse de rotation quitte ladite bande de vitesse de rotation (D). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la commande du processus 35 de combustion est effectuée par une modification de l'alimentation en carburant. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la commande du processus de combustion est effectuée par une modification de l'instant d'allumage. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la vitesse de rotation actuelle est abaissée en-dessous de ladite première vitesse de rotation (Dl). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le circuit de protection (17) supprime l'allumage, de préférence selon un mode prescrit, notamment un mode stochastique. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le circuit de protection (17) comprend un organe de temps (18) pour mesurer ladite durée de séjour. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le circuit de protection (17) comporte un compteur, notamment un compteur assurant la sommation des tours de rotation du vilebrequin, pour relever ladite durée de séjour. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le circuit de protection (17) est désactivé lorsque l'on passe en-dessous d'une vitesse de rotation de désactivation (DD). 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite vitesse de rotation de désactivation (DD) se situe en-dessous de ladite première vitesse de rotation (Dl). 10. Dispositif selon l'une des revendi- cations 1 à 9, caractérisé en ce que le circuit de protection (17) est désactivé par un interrupteur (16) fermé dans la position de ralenti du papillon d'étranglement (13).