Brevet FR2998008A1 — publié le 20140516

Domaine de l'invention La présente invention concerne un démarreur de moteur à combustion interne comprenant une résistance intermédiaire pour limiter le courant de démarrage du moteur électrique comprenant une première borne pour relier la résistance intermédiaire à une source de tension et une seconde borne reliée au moteur électrique, un relais pour court-circuiter la résistance intermédiaire avec une bobine de traction pour initier le court-circuit et une bobine de maintien pour maintenir le court-circuit. Etat de la technique Pour démarrer les moteurs à combustion interne, on peut utiliser des moteurs d'entraînement électrique alimentés par une source d'énergie séparée de l'alimentation en carburant. On utilise principalement des moteurs à courant continu dont les pignons d'entraînement viennent en prise d'abord dans une couronne dentée du moteur à com- bustion interne et entraînent ensuite le moteur à combustion interne, par exemple selon le principe d'un mouvement de poussée et vissage. Après une fin de processus de démarrage, le pignon d'entraînement se dégage du moteur à combustion interne. L'enclenchement du démarreur peut provoquer une chute de la tension du réseau embarqué alimentant le démarreur. Pour limiter le courant de démarrage du moteur à courant continu, on peut utiliser une résistance d'entrée qui est court-circuitée après le démarrage du moteur électrique par un relais. Une alimentation permanente du relais crée un risque de surchauffe. Le document DE 10 2010 003 485 Al concerne un circuit avec un élément de commutation électromagnétique et une commande dans lequel l'élément de commutation comporte deux bobines sur un noyau agissant sur un induit commun. But de l'invention La présente invention a pour but d'améliorer le démar- reur avec un circuit de commande simplifié et la fiabilité tout en réduisant la chute de tension du réseau embarqué. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un démarreur de mo- teur à combustion interne comprenant une résistance intermédiaire pour limiter le courant de démarrage du moteur électrique ayant une première borne pour relier la résistance intermédiaire à une source de tension et une seconde borne reliée au moteur électrique, un relais pour court-circuiter la résistance intermédiaire avec une bobine de traction pour initier le court-circuitage et une bobine de maintien pour le courtcircuitage, caractérisé en ce que la première borne de la bobine de trac- tion est reliée à la première borne de la résistance intermédiaire, ce qui a l'avantage de palier une surchauffe du relais et de simplifier le circuit. Selon un mode de réalisation avantageux, la première borne de la bobine de traction est reliée directement à la première borne de la résistance intermédiaire. Une liaison directe peut par exemple se faire par le vissage des bornes sur une plaque de branchement com- mune, ce qui a l'avantage technique d'augmenter la fiabilité du démarreur car on supprime le risque d'une cassure de câble. Selon un autre mode de réalisation avantageux, la se- conde borne de la bobine de traction est reliée à la seconde borne de la résistance intermédiaire, ce qui a l'avantage que la bobine de traction n'est active que jusqu'à ce que la résistance intermédiaire soit court-circuitée et que la différence de potentiel se fait par la résistance intermédiaire. Selon un autre mode de réalisation avantageux, la se- conde borne de la bobine de traction est reliée directement à la seconde borne de la résistance intermédiaire, ce qui a l'avantage d'augmenter la fiabilité du démarreur car on évite les risques de cassure des câbles. Selon un autre mode de réalisation avantageux du démarreur, la première borne de la bobine de maintien est reliée à la pre- mière borne de la bobine de traction, ce qui a l'avantage technique que la bobine de maintien est alimentée en même temps que la bobine de traction. Selon un autre mode de réalisation avantageux du dé- marreur, la seconde borne de la bobine de maintien est reliée à la masse, ce qui a l'avantage que la bobine de maintien soit à un potentiel constant et défini. Selon un autre mode de réalisation avantageux du dé- marreur, une première borne de la bobine de maintien est reliée à la masse, ce qui a l'avantage d'éviter au moins un fort passage de courant et de retarder la commutation, réduisant ainsi la chute de tension dans le réseau embarqué. Selon un autre mode de réalisation avantageux du dé- marreur, la seconde borne de la bobine de maintien est reliée à la se- l() conde borne de la bobine de traction, ce qui a ainsi également l'avantage développé ci-dessus. Selon un autre mode de réalisation avantageux du dé- marreur, la seconde borne de la bobine de maintien est reliée directement avec la seconde borne de la bobine de traction, ce qui augmente la 15 fiabilité du démarreur car on réduit les risques de cassure de câbles. Selon un autre aspect de l'invention, le circuit de commande de démarreur comprend une résistance intermédiaire pour limiter le courant de démarrage du moteur électrique, comprenant une première borne pour relier la résistance intermédiaire à une source de 20 tension et une seconde borne reliée au moteur électrique et un relais pour court-circuiter la résistance intermédiaire avec une bobine de traction pour initier le court-circuit et une bobine de maintien pour maintenir le court-circuit, la première borne de la bobine de traction étant reliée à la première borne de la résistance intermédiaire. Ce circuit de 25 commande a les mêmes avantages que ceux du démarreur ci-dessus. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation d'un démarreur représentés dans les dessins annexés. 30 Ainsi : la figure 1 montre un schéma de montage d'un démarreur, la figure 2 montre un autre schéma de montage d'un démarreur, la figure 3 montre un schéma de montage d'un démarreur avec un relais à deux bobines, et la figure 4 montre un autre schéma de montage d'un démarreur avec un relais à deux bobines. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre un schéma de montage d'un démar- reur 100 avec une limitation de tension par une résistance intermé- diaire 103 ayant une première borne 103-1 et une seconde borne 103-2, un moteur électrique 105, un relais 107, un relais de démarreur 109 et une serrure de contact 111. Le conducteur transmet une consigne de démarrage pour le moteur à combustion interne à l'aide de la serrure de contact 111. Le relais de démarreur 109 pousse le pignon de démarrage dans une couronne dentée et ferme un pont principal 113. Ensuite, le moteur électrique 105 du démarreur 100 est alimenté avec un courant de démarrage réduit par la résistance intermédiaire 103. La tension à la seconde borne 103-2 de la résistance in- termédiaire 103 augmentée de celle du moteur électrique 105 enclenche le relais 107, par exemple un relais supplémentaire. A la fin du temps de commutation du relais 107, la résistance intermédiaire 103 est court-circuitée. Ainsi, au démarrage du moteur à combustion interne, on a dans une première phase, une limitation du courant par la résis- tance intermédiaire 103 ; cette limitation est ensuite augmentée dans une seconde phase lorsque le relais 107 se ferme et que la résistance intermédiaire 103 est court-circuitée par la fermeture d'un pont auxiliaire 115 en parallèle. La première borne 103-1 de la résistance intermédiaire 103 est alimentée pour le branchement du moteur électrique 105 à une alimentation en tension par le pont principal 113, par exemple par le branchement à une ligne, plus directement à partir de la batterie (borne 30) pour être alimentée lors d'un démarrage. La seconde borne 103-2 de la résistance intermédiaire 103 est reliée au moteur électrique 105. Le relais 107 comprend une bobine 108 générant un champ magnétique actionnant l'induit qui ferme le pont auxiliaire 115. La première borne 108-1 de la bobine 108 est reliée à la masse et la seconde borne 108-2 de la bobine 108 est reliée à la seconde borne 103-2 de la résistance intermédiaire 103 à l'entrée du moteur électrique 105 (borne 45). Le moteur électrique 105 est un convertisseur d'énergie qui convertit l'énergie électrique en énergie mécanique, par exemple un moteur ou un générateur. En particulier, le moteur électrique 105 peut être un moteur de démarreur de véhicule à combustion interne, par exemple un moteur à courant continu pour entraîner le moteur à com- bustion interne dans un mode marche/arrêt. Le relais 107 est un dispositif de coupure de courant. Le relais 107 est par exemple un relais électromagnétique ou un relais semi-conducteur. Le relais 107 sert à commuter et à court-circuiter la ré- sistance intermédiaire 103. Le relais de démarrage 109 sert à commuter l'alimentation en tension. La résistance intermédiaire 103 est un composant élec- trique, par exemple une résistance de démarrage servant à limiter le courant d'allumage du moteur électrique 105. En tant que résistance de démarrage, on utilise souvent des résistances de puissance à charge élevée avec des valeurs de résistance très faibles. Celles-ci peuvent être des résistances bobinées, des résistances en tôle ou des résistances coulées en fonte. La résistance intermédiaire 103 est par exemple une résistance intermédiaire dans un circuit de démarrage à deux étages du mode marche/arrêt d'un véhicule. La figure 2 montre un autre mode de réalisation du démarreur 100 avec les mêmes références que celles utilisées à la figure 1. La première borne 108-1 de la bobine 108 est reliée à la première borne 103-1 de la résistance intermédiaire 103 et la seconde borne 108-2 de la bobine 108 est reliée à la masse. Le démarreur décrit en combinaison avec les figures 1 et 2 permet de réduire la chute de tension du réseau embarqué engendrée par le démarreur 100. Toutefois, une alimentation durable en courant peut surchauffer la bobine 108. La figure 3 montre un schéma d'un démarreur 200. Le démarreur 200 comprend une résistance intermédiaire 203 avec une première borne 203-1 et une seconde borne 203-2, un moteur électrique 205, un relais 207, un relais de démarreur 209 et un circuit d'allumage 211. Le relais 207 comprend une bobine de traction 208 pour initier le court-circuit et une bobine de maintien 210 pour mainte- nir le court-circuit. La bobine de traction 208 et la bobine de maintien 210 agissent sur le même induit pour actionner un pont auxiliaire 215. Une première borne 208-1 de la bobine de traction 208 est reliée électriquement à la première borne 203-1 de la résistance in- termédiaire 203 et une seconde borne 208-2 de la bobine de traction 208 est reliée avec la seconde borne 203-2 de la résistance intermédiaire 203. La bobine de traction 208 est ainsi reliée en parallèle avec la résistance intermédiaire 203. La bobine de traction 208 est seulement active aussi longtemps qu'une différence de potentiel est appliquée à la résistance intermédiaire 203. Une première borne 210-1 de la bobine de maintien 210 est reliée au premier branchement 208-1 de la bobine de traction 208 et une seconde borne 210-2 de la bobine de maintien 210 est reliée à la masse. La bobine de maintien 210 reste ainsi activée et maintient le pont auxiliaire 215 en position fermée pour court-circuiter la résistance intermédiaire 203 aussi longtemps que la tension alimente le moteur électrique 205. Les liaisons électriques correspondantes peuvent être réalisées sans utilisation de câbles. Par exemple, la résistance intermé- diaire 203 et le relais 207 peuvent présenter des plaques de branche- ment correspondantes qui sont en contact entre elles et vissées. En supprimant les câbles de liaison, on obtient l'avantage d'éviter les cassures de câbles. La bobine de maintien 210 avec une résistance élevée produit un échauffement réduit de la bobine de maintien 210 et simpli- fie le circuit de démarreur. La figure 4 montre un autre schéma de montage du dé- marreur 200 avec les mêmes références que celles employées à la figure 3. La première borne 208-1 de la bobine de traction 208 est reliée élec- triquement avec la première borne 203-1 de la résistance intermédiaire 203 et la seconde borne 208-2 de la bobine de traction 208 est reliée avec la seconde borne 203-2 de la résistance intermédiaire 203. La bobine de traction 208 est ainsi reliée en parallèle avec la résistance intermédiaire 203. La bobine de traction 208 est pour cela activée aussi longtemps qu'une différence de potentiel est appliquée à la résistance intermédiaire 203. Dans ce mode de réalisation, la première borne 210-1 de la bobine de maintien 210 est toutefois reliée à la masse et la seconde borne 210-2 de la bobine de maintien 210 est reliée à la seconde borne 208-2 de la bobine de traction 208 de sorte que la bobine de maintien 210 est à un potentiel bas. Lors d'une fermeture du pont auxiliaire 215, on réduit le flux efficace d'environ 20 %. Dans ce mode de réalisation, on évite la commutation et on diminue la seconde chute de tension dans le réseau embarqué. Un courant plus élevé n'apparaît qu'après un court-circuitage de la résistance intermédiaire.15 100 103 103.1, 105 8 10 107 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 108 108.1, 109 103.2 Démarreur 108.2 Résistance intermédiaire Borne Moteur électrique Relais Bobine Borne Relais de démarreur 111, 113 Pont principal 115 Pont auxiliaire 200 Démarreur 203 Résistance intermédiaire 15 203 1, 203.2 Borne 205 Moteur électrique 207 Relais 208 Bobine de traction 208 1, 208.2 Borne 20 209 Relais de démarreur 210 Bobine de maintien 210 1, 210.2 Borne 211 Circuit d'allumage 215 Pont auxiliaire 25 REVENDICATIONS1°) Démarreur (200) de moteur à combustion interne comprenant : une résistance intermédiaire (203) pour limiter le courant de démarrage du moteur électrique (205) comprenant une première borne (203-1) pour relier la résistance intermédiaire (203) à une source de tension et une seconde borne (203-2) reliée au moteur électrique (205), un relais (207) pour court-circuiter la résistance intermédiaire (203) avec une bobine de traction (208) pour initier le court-circuit et une bobine de maintien (210) pour maintenir le court-circuit, caractérisé en ce que la première borne (208-1) de la bobine de traction (208) est reliée à la première borne (203-1) de la résistance intermédiaire (203). 2°) Démarreur (200) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première borne (208-1) de la bobine de traction (208) est reliée directement à la première borne (203-1) de la résistance intermédiaire (203). 3°) Démarreur (200) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde borne (208-2) de la bobine de traction (208) est reliée à la seconde borne (203-2) de la résistance intermédiaire (203). 4°) Démarreur (200) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la seconde borne (208-2) de la bobine de traction (208) est reliée directement à la seconde borne (203-2) de la résistance intermédiaire (203). 5°) Démarreur (200) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première borne (210-1) de la bobine de maintien (210) est reliée à la première borne (208-1) de la bobine de traction (208).356°) Démarreur (200) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde borne (210-2) de la bobine de maintien (210) est reliée à la masse. 7°) Démarreur (200) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' une première borne (210-1) de la bobine de maintien (210) est reliée à la masse. 8°) Démarreur (200) selon la revendication 1 ou 7, caractérisé en ce qu' une seconde borne (210-2) de la bobine de maintien (210) est reliée à la seconde borne (208-2) de la bobine de traction (208). 9°) Démarreur (200) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la seconde borne (210-2) de la bobine de maintien (210) est reliée directement à la seconde borne (208-2) de la bobine de traction (208). 10°) Circuit de commande de démarreur (200) comprenant : une résistance intermédiaire (203) pour limiter le courant de démarrage du moteur électrique (205) comprenant une première borne (203-1) pour relier la résistance intermédiaire (203) à une source de tension et une seconde borne (203-2) reliée au moteur électrique (205), un relais (207) pour court-circuiter la résistance intermédiaire (203) avec une bobine de traction (208) pour initier le court-circuit et une bobine de maintien (210) pour maintenir le court-circuit, caractérisé en ce que la première borne (208-1) de la bobine de traction (208) est reliée à la première borne (203-1) de la résistance intermédiaire (203).