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EP1844231A1 - Dispositif de commande d'un demarreur de moteur thermique, notamment de vehicule automobile et demarreur comportant un tel dispositif - Google Patents

Dispositif de commande d'un demarreur de moteur thermique, notamment de vehicule automobile et demarreur comportant un tel dispositif

Info

Publication number
EP1844231A1
EP1844231A1 EP06709205A EP06709205A EP1844231A1 EP 1844231 A1 EP1844231 A1 EP 1844231A1 EP 06709205 A EP06709205 A EP 06709205A EP 06709205 A EP06709205 A EP 06709205A EP 1844231 A1 EP1844231 A1 EP 1844231A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
windings
switch
starter
power contact
winding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP06709205A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1844231B1 (fr
Inventor
Nicolas Labbe
Christian Mornieux
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Equipements Electriques Moteur SAS filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Publication of EP1844231A1 publication Critical patent/EP1844231A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1844231B1 publication Critical patent/EP1844231B1/fr
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F02N11/087—Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02N2300/00—Control related aspects of engine starting
    • F02N2300/10—Control related aspects of engine starting characterised by the control output, i.e. means or parameters used as a control output or target
    • F02N2300/102—Control of the starter motor speed; Control of the engine speed during cranking
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/13—Machine starters
    • Y10T74/131—Automatic

Definitions

  • Control device for a thermal engine starter, in particular for a motor vehicle, and starter comprising such a device
  • the invention relates to a control device for a thermal engine starter, particularly a motor vehicle, comprising an electric motor having an inductor winding and an armature winding connected in series.
  • a conventional starter 10 comprises a support 16, intended to be fixed on a fixed part of the motor vehicle and carrying, on the one hand, the yoke 15 of an electric motor 11 and on the other hand on the other hand, the tank 33 of an electromagnetic contactor 32 extending parallel and radially above the electric motor 11 provided with a shaft 24.
  • the starter further comprises a launcher 30, provided with a freewheel device 52 intervening between a pinion 50 and a driver 51, an output shaft 43 whose axis coincides with the axis 14 of the shaft 24. , and a pivoting control lever 41 intervening between a movable core 40 that comprises the contactor 32 and the driver 51 of the launcher 30.
  • the device 52 is a conventional freewheel device with cylindrical rollers subjected to the action of springs.
  • the contactor 32 also comprises, a fixed core 35, a movable contact 129, a control rod 130 and at least one excitation coil B provided with at least one winding carried by the tank 33 in favor of a support.
  • the tank 33 has a bottom through which the movable core 40 passes and is closed at the front by a cover 34 fixed by crimping on the free end of the tank 33 provided with a shoulder for the fixed core 35, which is wedged axially in the other direction by the cover 34 carrying electrical supply terminals 36, 37 shaped to each form a fixed contact 38 inside the cover 34 of electrically insulating material.
  • the fixed core 35 has a central bore through which the rod 130 acts to act on the movable contact 129.
  • the electric motor 11 is intended to drive in rotation the output shaft 43 coupled to the launcher 30 mounted to slide axially on the output shaft between a rear rest position, and a forward engagement position of the pinion 50 of the launcher 30. with a start ring gear 110 of the engine flywheel thermal also called internal combustion engine.
  • the support 16 has an opening for the passage of the crown 110.
  • the shaft 43 carries a stop 53 to limit the displacement of the pinion 50.
  • the electric motor 11 is provided with an inductor stator 12 and an induced rotor 13 mounted coaxially, the stator 12 surrounding the rotor 13, which is integral with the shaft 24 mounted to rotate inside the cylinder head 15. closed at the rear by a rear bearing 28 having a housing for mounting here a needle bearing 29 for rotatably mounting the rear end of the shaft 24 of the motor 11.
  • the rear bearing 28 serves as a centraliser at the rear end of the cylinder head 15 interposed between the support 16 of the starter and the bearing 28. This bearing 28 is connected by tie rods 31 to the support 16.
  • the front end of the output shaft 43 is mounted in a bearing 42 before the support 16, constituted for example by a needle bearing, while the rear end of the output shaft 43 has, as described in FR-A-2787833, a recess for the arrangement of a sliding bearing 44 for rotatably mounting the forward end of the shaft 24 of the electric motor 11 configured to form a sun gear 49 belonging to an epicyclic gear train constituting a gear reducer 45 which is interposed between the output shaft 43 and the shaft 24 of the electric motor 11.
  • the speed reducer 45 comprises a cylindrical ring 46 immobilized in rotation and having an annular skirt toothed internally.
  • the teeth 48 of the ring 46 have an axial orientation, and mesh with planet gears 47 rotatably mounted about axes carried by a transverse plate secured to the rear end of the shaft 43 of the launcher 30.
  • the crown 46 is a molded part, preferably made of rigid thermoplastic material.
  • the control lever 41 is coupled by its upper end to the movable core 40 via a rod and a spring 131, said spring teeth against teeth, housed in the movable core 40.
  • This lever comprises in its central part a pivot axis 54, which can to be integrated in an extension of the ring 46 of the gearbox 45.
  • the extension of the ring 46 consists of one or two flat tabs 55 each comprising a bearing 56 semi-cylindrical for receiving the pivot axis 54. L remaining space between the rear of the tongues 55 and the bearing face 57 of the contactor 32 is occupied by a sealing pad 58 made of elastomer capable of absorbing dimensional variations.
  • the lever 41 has a fork-shaped lower end mounted in a groove of the driver 51, internally provided with helical grooves in complementary engagement with external helical gears carried by the output shaft 43.
  • the launcher 30 is thus driven by a helical movement when it is moved by the lever 41 against the stop 53 to come, via its pinion 50, in engagement with the starter ring 110.
  • the stator 12 is internally secured to the yoke 15 and here comprises an inductor coil 17 comprising for example two pairs of windings 18, which are each wound around a polar mass 19 integral with the cylinder head 15.
  • the polar masses 19 are fixed using bolts 20 to the cylinder head 15 as described in document FR-A-2,611,096 (FIG. 1).
  • Each winding 18 is composed of a continuous electrical conductor wound around the polar mass 19 in the direction of its thickness so as to forming concentric contiguous turns of increasing diameter as best seen in Figures 2 to 5 of EP A 749 194.
  • the axis of each winding 18 is radial relative to the axis of the rotor 13 coincides with the axis 14 of rotation of the tree 24.
  • the stator 13 comprises a body in the form of a bundle of plates provided with regularly spaced notches or axial grooves intended to receive conductive electrical wires belonging to a coil of the inductor winding as described for example in the document FR A 2,726,699.
  • the rotor 13 comprises a bundle of plates with notches or axial grooves for mounting electrical conductors 21 in the form of wires or pins. These conductors 21 are interconnected to form an armature winding in connection with conductive blades 22 belonging to a collector 23 integral with the shaft 24.
  • the armature winding 21 is connected in series with the field winding 17, in known manner, via brushes 25.
  • the brushes 25 rub on the commutator blades 23 of the collector 23 to supply the armature rotor winding.
  • the brushes 25, of radial orientation belong to a brush holder 26 equipped with guiding cages and receiving brushes, which are biased towards the slats 22 by springs 27.
  • the brush holder 26 is secured to the rear bearing 28.
  • four brushes 25 circumferentially distributed in a regular manner namely two brushes of positive polarity and two brushes of negative polarity are provided.
  • one of the terminals 36 of the contactor 32 is intended to be connected to the positive terminal of the battery of the motor vehicle, the other 37 is connected via a cable 39 to the input of the winding inductor 17 of the stator and brushes 25 of positive polarity.
  • the mobile core 40 is attracted by magnetic attraction towards the fixed core 35 to simultaneously cause the displacement of the control rod 130, and the actuation of the control lever 41 of the launcher 30 to driving the movement thereof between its rear rest position (FIG. 1) and its forward meshing position with a starting ring gear 110 rotatably connected, possibly elastically, with the flywheel of the engine of the motor vehicle, consisting for example of a passenger vehicle, heavy vehicle or a motor boat.
  • the heat engine is fixed.
  • the core 40 During its displacement the core 40, after catching an axial play, acts on the control rod 130 guided by the central hole of the fixed core 35.
  • This rod 130 carries the movable contact 129 and forms with it forms a crew mobile with intervention of springs not referenced except the spring 131, in particular to define a rest position of the movable contact 129 against the fixed core 35 and recall the movable core 40 in the rest position.
  • the spring teeth against teeth 131 allows a further movement of the movable core 40 and the control rod when the teeth of the pinion 50 abut against the teeth of the toothing of the starter ring 110 before operation of the electric motor 11.
  • the electric motor 11 When the movable contact 129 comes into contact with the fixed contacts 38 of the contactor 32 (closed contacts 38), the electric motor 11 is electrically powered via the terminals 36, 37 so that the shaft 24 rotates and drives the output shaft 43. .
  • Contacts 38, 129 therefore belong to a control device of a thermal engine starter. These contacts belong to a power contact connected to the positive terminal of a battery, whose closing allows the power supply of the electric motor 11 with inductor coil 17 and armature winding 21 connected in series.
  • the electric current flowing through the excitation coil B of the contactor 32, when it is controlled by a start switch connected to the battery, is about 80 to 100 A, whereas the electric current can reach 1000 A in the electric motor 11 at the closing of the contacts 38 by the movable contact 129, the electrical diagram of the contactor being visible for example in Figure 1 of the document FR A 2 679 717 to which reference will be made, the coil B may comprise a winding of call and hold or single winding, as respectively in Figure 3 and Figure 4 of this document.
  • This current peak causes a torque peak at the pinion 50 and a risk of milling the ring gear 110 when the pinion 50 is in contact therewith.
  • this peak current and torque causes a risk of degradation of the motion transmission device occurring between the electric motor of the starter and the output shaft, such as the crankshaft of the engine.
  • This current peak also causes a current peak at the brushes 25 which is likely to reduce the life of these.
  • a control device of the above-mentioned type is characterized in that it comprises first means for activating in a first phase, at the closing of the power contact, a part of the windings of the inductor winding and the second means for delayed action to activate in a second phase, in which the power contact is always closed, at least a greater number of windings of the inductor winding.
  • a thermal engine starter is characterized in that it comprises a control device according to the invention.
  • the motion transmission device comprising a ring gear start, thus avoids a milling of the starter ring by the starter pinion.
  • the voltage drop of the battery is lower so that it avoids a reset of embedded computers on board the vehicle, including a reset engine control computer engine.
  • the second means comprise in one embodiment a delayed action switch, which switches after a delay time.
  • the windings are in one embodiment connected in series with a resistor.
  • the first means comprise in this case a first switch mounted in parallel with respect to the resistance, while a second delayed action switch is associated with the second means and is connected in parallel with a portion of the windings.
  • the first switch is coupled to the second switch so that it closes in the second phase, while the second switch opens in the second phase.
  • windings are mounted in branches in parallel, the switch of the second means being mounted in one of the branches.
  • the life of the starter is generally increased as well as its reliability.
  • the invention is also applicable to a solution in which the movement transmission device intervening between the starter and the output shaft of the engine comprises a belt device and pulleys or a chain device and toothed wheels.
  • a freewheel device at the driving pulley or the driving gear so that the motion transmission device is cleaned up.
  • FIG. axial section of a starter known according to the prior art is a view of an electrical diagram of a control device of a thermal engine starter according to the invention
  • FIG. 3 represents a circuit diagram of a control device of a thermal engine starter for a first embodiment of the invention
  • FIG. 4 is a diagram representing the value of the torque of the electric motor as a function of time
  • FIG. 5 is a view similar to FIG. 3 for a second embodiment of the invention
  • FIG. 6 is a schematic view of the electric motor equipped with the two switches of the embodiment of FIG. 5.
  • the control device of a starter for a heat engine especially for a motor vehicle engine, having an electric motor with an inductor winding and an armature winding connected in series via brushes symbolically represented in FIGS. , comprises as in Figure 1 a power contact and at least one additional contact or switch delayed control, that is to say, delayed action.
  • This switch acts as an auxiliary switch.
  • the power contact 400 is here of the type of that of FIG. 1 and thus uses (FIG. 2) an electromagnetic contactor 32 comprising an excitation coil B with one or two windings, activated by a start switch 200 connected to the positive (+ Bat) terminal of a battery.
  • the closing of the start switch 200 closed for example by a key or a starter card of the motor vehicle, allows the power supply of the excitation coil B and the displacement of the mobile core Actuating control rod crew - moving contact and control lever.
  • the number of brush pairs depends on the applications. For example 2, 4 or 6 brushes can be provided according to the size of the starter.
  • the invention is advantageous in the context of a starter comprising a starting device for stopping the engine of the vehicle when it is stopped for example at the red lights, then restarting it, this function being called the on-off function ( "Stop-Start" in English).
  • the excitation coil B is fed to FIG. 2 via a transistor T1 in pulse mode of the modulation type.
  • pulse width called "PWM”
  • the transistor T1 being controlled by a microcontroller 300 connected by an electrical connection 301, for example of the wired type, to the start switch 200.
  • the power contact 400 is therefore controlled by the microcontroller 300, which according to a pilot feature at least the aforementioned additional switch.
  • control device according to the invention makes it possible to increase the life of the starter.
  • control device makes it possible to greatly reduce the following disadvantages:
  • the invention also prevents a resetting (reset) of the engine control alculator of the motor vehicle, such as the computer injection, ABS, or any other computer, by generating a voltage Too weak a temperature due to the initial current peak at the closing of the Duissance 400 contact, the battery voltage then dropping sharply.
  • the life of the starter is increased and its reliability in a simple and economical manner.
  • control device identified at ⁇ 50 in FIG. 2 uses two modes or phases of operation with Dashing from one mode to another at the end of a short delay.
  • a part of the windings of the inductor coil 17 is used.
  • This short delay corresponds to a weak delay time less than the time corresponding to the end of the drive sequence of the engine by the electric motor of the starter.
  • control device 450 comprises two switches 500, 600, preferably of the electromagnetic type. These switches are coupled so that one closes, while the other opens with a time constant.
  • the electrical circuit of the control device of the electric motor 11, with induction winding and induced winding connected in series comprises an additional resistor 501 in addition to the windings 502, 503 of the inductor winding.
  • the first switch 500 is connected in parallel with the resistor 501 between the terminals 504, 505 thereof.
  • the second switch 600 is connected in parallel with a second portion 503 of the windings 502, 503 of the inductor winding between the terminals 506, 507 of this portion 503.
  • the first portion 502 of the windings of the inductor winding is mounted between the terminals 505 and 506, the two parts 502, 503 of the windings of the inductor winding being connected in series.
  • This mode of operation is therefore a mode of operation defluxed and "over-resistant".
  • the power contact 400 is always closed, in a second phase of operation, after a delay time, the second switch 600 opens and the first switch 500 closes so that the resistor 501 is put in short. circuit while the second portion 503 of the windings of the inductor winding is activated.
  • the second mode of operation there is therefore a supply of a greater number of windings of the inductor winding or of all the windings of the inductor winding with reduction of the resistance at the terminals of the electric motor 11.
  • the second mode of operation is a normal operating mode.
  • the value of the resistor 501 is preferably greater than the value of the resistance of the second portion 503 of the windings.
  • Figure 4 illustrates this.
  • the value of the torque produced by the electric motor and the abscissa time are represented on the ordinate.
  • Curve 601 is the curve of the prior art with 603 a torque peak just after the closing of the power contact 400 of Figure 2.
  • Curve 602 is the curve obtained by virtue of the invention with a torque peak 604 just after the closing of the power contact 400 of FIG. 2 significantly smaller than the torque peak 603.
  • the torque of the curve 602 decreases to a value 605, then increases to the second value 606 just after the end of the delay time 607, for example between 5 and 200 ms (milli seconds).
  • torque value 606 is stronger than the torque value 604.
  • the starter pinion rotates at a lower speed relative to the starter ring (see reference 110 in FIG. 1) when that gear is not engaged with the teeth of the toothing of the starter gear.
  • the windings of the inductor winding are connected in parallel as can be seen in FIG.
  • the first switch is the power contact 400 of FIG. 2.
  • the terminal 36 of this switch is connected to the positive terminal of the battery and the terminal 37 has two winding branches of the induction coil connected in parallel.
  • the branches are mounted in parallel between the terminals 37 and 370 respectively of the power contact 400 and the electric motor 11, more precisely the brushes 25 thereof.
  • the two branches are therefore connected in series between the output terminal 37 of the power contact and the input terminal 370 of the armature of the electric motor 11.
  • the second branch comprises the second switch 700 delayed action, here the electromagnetic type as the contact 400, connected in series with the windings 701, 702 of the inductor coil consisting of the first part of the windings.
  • the first branch comprises the second part of the windings of the inductor winding, namely the windings 703, 704.
  • windings 701, 702 and 703, 704 are therefore connected in parallel.
  • the switch 700 is opened so that only the windings 703 and 704 are active.
  • control device is configured so that when the power contact 400 opens, the switch 700 opens.
  • Links 707 and 706 respectively connect the terminal 37 of the power contact 400 to the windings 703, 704 and the output terminal 709 (FIG. 5) of the switch 700, constituting an auxiliary switch, to the windings 703, 704.
  • the link 708 connects the output terminal 37 of the contact 400 to the input terminal 710 of the switch 700.
  • the link 708 is a control link between the exciter coil B of the contact 400 and the exciter coil 711 of the switch 700.
  • the contact 400 and the switch 700 are mounted outside the electric motor of the starter, the cable 39 being removed. Alternatively they are mounted in the electric motor and / or in the starter support.
  • the delay time is in one embodiment realized using a delay circuit using a resistor and a capacitor in addition to the excitation winding of the switch 600, 700 of the electromagnetic type.
  • the closing of the switch 700 is delayed by a resistance and capacitor circuit which is charged to the conjunction voltage of the switch 700.
  • a more complete electronic circuit may be used, the capacitor charging through a resistor and the base of a transistor.
  • the delay circuit belongs to the microcontroller 300 and it is for this reason that FIG. 2 shows the link 705 with the coil 711 of the switch 700.
  • the switch 700 opens when the power contact opens 400 following the opening of the start switch 200.
  • the time constant is defined by an external control device.
  • this time constant is defined by the switch 700 itself, that is to say by the springs and the resistance of the excitation coil of the electromechanical switch.
  • the microcontroller 300 can control the switches 500, 600 and therefore respectively the closing and the opening thereof after a time delay.
  • the resistances of the windings are small, for example 4 m (milli) ohms for the part 703, 704 or 702, 701.
  • the variation of resistance between the two phases of operation is therefore 2 m Ohms.
  • the resistance variation is chosen between 1 and 50 m ohms.
  • the value of the additional resistor is chosen as 10 m ohms for winding resistance values 502, 503 of 2 to 4 m ohms.
  • FIG. 5 is advantageous compared to that of FIG. 3 because a switch and an additional resistor are saved.
  • a first phase In a first phase is involved a first portion of the windings, then in a second phase a second portion of the windings and finally in a third phase all the windings.
  • Figure 5 provide an additional branch with one or more windings and the additional switch.
  • 400 of which one of the terminals 36 is connected to the positive terminal (+ Bat) of a battery and the other terminal 37 to the inductor coil 17 with several windings 502, 503-701 to 704, is characterized in that it comprises first means 500, 501, 502-703, 704 for in a first phase, at the closing of the power contact 400, activate a part of the windings of the inductor coil 17 and the second means 600, 503 -700, 701, 702 acting delayed to activate in a second phase, in which the power contact is always closed, at least a greater number of windings of the inductor coil 17.
  • the windings of the inductor winding are electrically powered when activated.
  • control device of the aforementioned document FR A 2 679 717 may be used as an alternative for controlling the power contact.
  • the starter can be of any type.
  • the contactor 32 extends to the rear or to the front of the electric motor 11, in particular when it is desired to integrate the control device according to the invention with the electric motor and / or with the starter support.
  • the launcher plays the role of the mobile core and advantageously comprises a cylindrical outer surface skirt defining an air gap with the support of the coil B.
  • the movement of the launcher is then controlled by a control means of the electromagnetic type, the material of the skirt and the coach being selected accordingly.
  • the movement of the control lever 41 is controlled by an electric motor, the switch 32 is then simplified since it no longer has a movable core.
  • the shaft 24 is alternatively merged with the output shaft so that the presence of the gearbox 45 is not mandatory.
  • This reducer can be configured so that the shafts of the shafts 24 and 43 are offset radially.
  • the brushes 25 and the collector 23 are alternatively axially oriented.
  • the pinion 50 is an outgoing pinion arranged outside the support as shown in document FR-A-2745855.
  • the freewheel device 52 is equipped with a friction clutch described for example in the documents FR-A-2772433 and FR-A-2826696.
  • the starter pinion is intended to mesh with a toothing belonging to a driven pulley of a driving belt and driving pulley transmission device and conducted as described for example in the document FR 0350376 filed on July 28, 2003, this type of starter is called a belt starter.
  • the belt starter is alternatively without a launcher, its output shaft being intended to drive the driven pulley, the freewheel then being integrated into the drive pulley, as described for example in JP A 2001-153010.
  • the belt starter can be mounted next to the alternator, its output shaft being connected by gears to an intermediate shaft, itself connected to the driven pulley of the pulley and belt motion transmission device acting between the shaft. intermediate and the output shaft, such as the crankshaft of the engine.
  • the intermediate shaft is the alternator shaft disengageably connected to the gears as described for example in the documents US A 6378479 and FR A 1 477 763.
  • the belt starter in all cases is adapted through its output shaft to drive, directly or indirectly, a pulley and belt motion transmission device involved in the line of motion transmission between the output shaft of the starter and the output shaft, such as the crankshaft, of the engine.
  • the pulleys and the belt are replaced by a chain and sprockets.
  • the motion transmission device is arranged.

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Abstract

Le dispositif de commande d'un démarreur pour moteur thermique doté d'un moteur électrique (11) à bobinage inducteur (17) à plusieurs enroulements et à bobinage d'induit (21) montés en série, comportant un contact de puissance (400) doté de bomes.dont l'une des bornes (36) est reliée à la borne positive (+Bat) d'une batterie et l'autre borne (37) au bobinage inducteur (17) à plusieurs enroulements (502,503- 701 à 704), comporte des premiers moyens (500, 501 , 502-703, 704) pour dans une première phase, à la fermeture du contact de puissance (400), activer une partie des enroulements du bobinage inducteur (17) et des seconds moyens (600, 503 -700, 701 , 702) à action différée pour activer dans une seconde phase, lors de laquelle le contact de puissance (400) est toujours fermé, au moins un plus grand nombre d'enroulements du bobinage.

Description

Dispositif de commande d'un démarreur de moteur thermique, notamment de véhicule automobile et démarreur comportant un tel dispositif
Domaine technique de l'invention
L'invention est relative à un dispositif de commande d'un démarreur de moteur thermique, notamment de véhicule automobile, comprenant un moteur électrique doté d'un bobinage inducteur et d'un bobinage d'induit montés en série.
Etat de la technique
En référence à la figure 1 , un démarreur conventionnel 10 comporte un support 16, destiné à être fixé sur une partie fixe du véhicule automobile et portant à fixation, d'une part, la culasse 15 d'un moteur électrique 11 et d'autre part, la cuve 33 d'un contacteur 32 électromagnétique s'étendant parallèlement et radialement au-dessus du moteur électrique 11 doté d'un arbre 24.
Le démarreur comporte en outre un lanceur 30, doté d'un dispositif de roue libre 52 intervenant entre un pignon 50 et un entraîneur 51 , un arbre de sortie 43, dont l'axe est confondu avec l'axe 14 de l'arbre 24, et un levier de commande pivotant 41 intervenant entre un noyau mobile 40 que comporte le contacteur 32 et l'entraîneur 51 du lanceur 30.
A la figure 1 le dispositif 52 est un dispositif conventionnel de roue libre à galets cylindriques soumis à l'action de ressorts.
Le contacteur 32 comporte également, un noyau fixe 35, un contact mobile 129, une tige de commande 130 et au moins une bobine B d'excitation dotée d'au moins un enroulement porté par la cuve 33 à la faveur d'un support.
La cuve 33 comporte un fond traversé par le noyau mobile 40 et est fermée à l'avant par un capot 34 fixé par sertissage sur l'extrémité libre de la cuve 33 dotée d'un épaulement pour le noyau fixe 35, lequel est calé axialement dans l'autre sens par le capot 34 portant des bornes 36, 37 d'alimentation électrique conformées pour former chacune un contact fixe 38 à l'intérieur du capot 34 en matière électriquement isolante.
Le noyau fixe 35 comporte un alésage central traversé par la tige 130 destinée à agir sur le contact mobile 129.
Le moteur électrique 11 est destiné à entraîner en rotation l'arbre de sortie 43 accouplé au lanceur 30 monté à coulissement axial sur l'arbre de sortie entre une position arrière de repos, et une position avant d'engrènement du pignon 50 du lanceur 30 avec une couronne dentée de démarrage 110 du volant du moteur à thermique appelé également moteur à combustion interne.
Comme visible à la figure 1 , le support 16 présente une ouverture pour le passage de la couronne 110. L'arbre 43 porte une butée 53 pour limiter le déplacement du pignon 50.
Le moteur électrique 11 est doté d'un stator inducteur 12 et d'un rotor induit 13 montés de manière coaxiale, le stator 12 entourant le rotor 13, lequel est solidaire de l'arbre 24 monté tournant à l'intérieur de la culasse 15 fermée à l'arrière par un palier arrière 28 présentant un logement pour le montage ici d'un roulement à aiguilles 29 servant au montage à rotation de l'extrémité arrière de l'arbre 24 du moteur 11. Le palier 28 arrière sert de centreur à l'extrémité arrière de la culasse 15 interposée entre le support 16 du démarreur et le palier 28. Ce palier 28 est relié par des tirants 31 au support 16.
Ici l'extrémité avant de l'arbre de sortie 43 est monté dans un palier 42 avant du support 16, constitué à titre d'exemple par un roulement à aiguille, tandis que l'extrémité arrière de l'arbre de sortie 43 présente, comme décrit dans le document FR-A-2787833, un évidement pour l'agencement d'un palier lisse 44 servant au montage à rotation de l'extrémité avant de l'arbre 24 du moteur électrique 11 configurée pour former un pignon solaire 49 appartenant à un train épicycloïdal constituant un réducteur de vitesses 45 à engrenages, lequel est interposé entre l'arbre de sortie 43 et l'arbre 24 du moteur électrique 11. Le réducteur de vitesse 45 comporte une couronne 46 cylindrique immobilisée en rotation et ayant une jupe annulaire dentée intérieurement. Les dents 48 de la couronne 46 ont une orientation axiale, et engrènent avec des pignons satellites 47 montés à rotation autour d'axes portés par un plateau transversal solidaire de l'extrémité arrière de l'arbre 43 du lanceur 30. La couronne 46 est une pièce moulée, de préférence en matière thermoplastique rigide.
Le levier de commande 41 est accouplé par son extrémité supérieure au noyau mobile 40 via une tige et un ressort 131 , dit ressort dents contre dents, logé dans le noyau mobile 40. Ce levier comporte dans sa partie médiane un axe de pivotement 54, pouvant être intégré dans une extension de la couronne 46 du réducteur 45. L'extension de la couronne 46 est constituée d'une ou de deux languettes 55 plates comprenant chacune un palier 56 semi-cylindrique destiné à recevoir l'axe de pivotement 54. L'espace restant entre l'arrière des languettes 55 et la face d'appui 57 du contacteur 32 est occupé par un plot d'étanchéité 58 en élastomère susceptible d'absorber les variations dimensionnelles.
Le levier 41 présente une extrémité inférieure en forme de fourche montée dans une gorge de l'entraîneur 51 , doté intérieurement de cannelures hélicoïdales en prise de manière complémentaire avec des dentures hélicoïdales externes portées par l'arbre de sortie 43. Le lanceur 30 est ainsi animé d'un mouvement hélicoïdal lorsqu'il est déplacé par le levier 41 contre la butée 53 pour venir, par l'intermédiaire de son pignon 50, en prise avec la couronne de démarrage 110.
Le stator 12 est solidaire intérieurement de la culasse 15 et comporte ici un bobinage inducteur 17 comportant par exemple deux paires d'enroulements 18, qui sont enroulés chacun autour d'une masse polaire 19 solidaire de la culasse 15. Les masses polaires 19 sont fixées à l'aide de vis 20 à la culasse 15 comme décrit dans le document FR-A- 2 611 096 (figure 1). Chaque enroulement 18 est composé d'un conducteur électrique continu enroulé autour de la masse polaire 19 dans le sens de son épaisseur de manière à former des spires jointives concentriques de diamètre croissant comme mieux visible dans les figures 2 à 5 du document EP A 749 194. L'axe de chaque enroulement 18 est radial par rapport à l'axe du rotor 13 confondu avec l'axe 14 de rotation de l'arbre 24.
En variante le stator 13 comporte un corps sous la forme d'un paquet de tôles dotées d'encoches ou rainures axiales réparties de manière régulière et destinées à recevoir des fils électriques conducteurs appartenant à une bobine du bobinage inducteur comme décrit par exemple dans le document FR A 2 726 699.
Le rotor 13 comporte un paquet de tôles dotées d'encoches ou rainures axiales pour le montage de conducteurs 21 électriques en forme de fils ou d'épingles. Ces conducteurs 21 sont reliés entre eux pour former un bobinage d'induit en liaison avec des lames 22 conductrices appartenant à un collecteur 23 solidaire de l'arbre 24.
Le bobinage d'induit 21 est monté en série avec le bobinage inducteur 17, de manière connue, via des balais 25.
Ces balais 25 frottent sur les lames 22 collectrices du collecteur 23 pour alimenter le bobinage rotorique d'induit. Les balais 25, d'orientation radiale, appartiennent à un porte balais 26 équipé de cages de guidage et de réception des balais, lesquels sont sollicités en direction des lames 22 collectrices par des ressorts 27. Le porte-balais 26 est solidaire du palier arrière 28.
Comme indiqué dans le document EP B 0749 194, les extrémités du conducteur d'un enroulement 18 du stator permettent la connexion électrique de cet enroulement avec un autre enroulement, avec un balai 25 ou avec un câble 39 intervenant entre le contacteur 32 et le moteur électrique 11.
Il est prévu par exemple quatre balais 25 réparties circonférentiellement de manière régulière à savoir deux balais de polarité positive et deux balais de polarité négative.
Plus précisément l'une des bornes 36 du contacteur 32 est destinée à être reliée à la borne positive de la batterie du véhicule automobile, l'autre 37 est connectée par l'intermédiaire d'un câble 39 à l'entrée du bobinage inducteur 17 du stator et aux balais 25 de polarités positives. Lors de l'excitation de la bobine B, le noyau mobile 40 est attiré par attraction magnétique en direction du noyau fixe 35 pour provoquer simultanément le déplacement de la tige de commande 130, et l'actionnement du levier 41 de commande du lanceur 30 pour piloter le déplacement de celui-ci entre sa position arrière de repos (figure 1) et sa position avant d'engrènement avec une couronne dentée de démarrage 110 liée en rotation, éventuellement de manière élastique, avec le volant du moteur thermique du véhicule automobile, consistant par exemple en un véhicule de tourisme, de poids lourd ou en un bateau à moteur thermique. En variante le moteur thermique est fixe.
Lors de son déplacement le noyau 40, après rattrapage d'un jeu axial, agit sur la tige de commande 130 guidée par le trou central du noyau fixe 35. Cette tige 130 porte le contact mobile 129 et forme avec celui-ci forme un équipage mobile avec intervention de ressorts non référencés à l'exception du ressort 131 , pour notamment définir une position de repos du contact mobile 129 contre le noyau fixe 35 et rappeler le noyau mobile 40 en position de repos.
Ainsi qu'on le sait le ressort dents contre dents 131 permet une poursuite du déplacement du noyau mobile 40 et de la tige de commande lorsque les dents du pignon 50 buttent contre les dents de la denture de la couronne de démarrage 110 avant mise en route du moteur électrique 11.
Pour plus de précisions on se reportera par exemple au document FR A 2 697 370.
Lorsque le contact mobile 129 vient en contact avec les contacts fixes 38 du contacteur 32 (contacts 38 fermés) le moteur électrique 11 est alimenté électriquement via les bornes 36,37 en sorte que l'arbre 24 tourne et entraîne l'arbre de sortie 43.
Les contacts 38, 129 appartiennent donc à un dispositif de commande d'un démarreur de moteur thermique. Ces contacts appartiennent à un contact de puissance relié à la borne positive d'une batterie, dont la fermeture permet l'alimentation électrique du moteur électrique 11 à bobinage inducteur 17 et bobinage d'induit 21 montés en série.
Le courant électrique qui traverse la bobine d'excitation B du contacteur 32 , lorsque celle-ci est commandée par un interrupteur de démarrage relié à la batterie, est d'environ 80 à 100 A, tandis que le courant électrique peut atteindre 1000 A dans le moteur électrique 11 à la fermeture des contacts 38 par le contact mobile 129, le schéma électrique du contacteur étant visible par exemple à la figure 1 du document FR A 2 679 717 auquel on se reportera, la bobine B pouvant comprendre un enroulement d'appel et de maintien ou un seul enroulement, comme respectivement à la figure 3 et à la figure 4 de ce document.
Ainsi il se produit une pointe de courant à la fermeture des contacts fixes 38 par le contact mobile 129 et une chute de tension de la batterie.
Cette pointe de courant entraîne une pointe de couple au niveau du pignon 50 et un risque de fraisage de la couronne dentée de démarrage 110 lorsque le pignon 50 est en contact avec celle-ci.
D'une manière générale cette pointe de courant et de couple entraîne un risque de dégradation du dispositif de transmission de mouvement intervenant entre le moteur électrique du démarreur et l'arbre de sortie, tel que le vilebrequin du moteur thermique.
Cette pointe de courant entraîne en outre une pointe de courant au niveau des balais 25 ce qui est de nature à diminuer la durée de vie de ceux- ci.
De plus il y a un risque de « collage » accidentel du contact mobile 129 avec les contacts fixes 38.
Objet de l'invention
L'objet de l'invention consiste à réaliser un dispositif de commande d'un démarreur de moteur thermique qui remédie aux inconvénients précités Suivant l'invention un dispositif de commande du type sus indiqué est caractérisé en ce qu'il comporte des premiers moyens pour activer dans une première phase, à la fermeture du contact de puissance, une partie des enroulements du bobinage inducteur et des seconds moyens à action différée pour activer dans une seconde phase, lors de laquelle le contact de puissance est toujours fermé, au moins un plus grand nombre d'enroulements du bobinage inducteur.
Un démarreur de moteur thermique est caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de commande selon l'invention.
Grâce à l'invention, lors de la fermeture du contact de puissance, on n'a pas de valeurs excessives du couple maximum, ni du courant de court-circuit, dans la phase critique du passage de la pointe initiale de courant.
Ainsi le moteur électrique tourne initialement à vitesse plus lente puisqu'une partie des enroulements du bobinage inducteur est activée.
On évite une dégradation du dispositif de transmission de mouvement intervenant entre le moteur électrique du démarreur et l'arbre de sortie, tel que le vilebrequin, du moteur thermique.
Le dispositif de transmission de mouvement comportant une couronne dentée de démarrage, on évite ainsi un fraisage de la couronne de démarrage par le pignon du lanceur.
On évite également une usure prématurée des balais, ainsi qu'un collage accidentel des contacts.
La chute de tension de la batterie est moindre en sorte que l'on évite une remise à zéro de calculateurs embarqués à bord du véhicule, notamment une remise à zéro du calculateur de contrôle du moteur thermique.
Les seconds moyens comportent dans un mode de réalisation un interrupteur à action différée, qui commute après un temps de temporisation.
Les enroulements sont dans un mode de réalisation montés en série avec une résistance. Les premiers moyens comportent dans ce cas un premier interrupteur monté en parallèle par rapport à la résistance, tandis qu'un second interrupteur à action différée est associé aux seconds moyens et est monté en parallèle par rapport à une partie des enroulements.
Le premier interrupteur est couplé au second interrupteur en sorte qu'il se ferme dans la deuxième phase, tandis que le second interrupteur s'ouvre dans la deuxième phase.
Dans un autre mode de réalisation les enroulements sont montés dans des branches en parallèle, l'interrupteur des seconds moyens étant montés dans l'une des branches.
La durée de vie du démarreur est d'une manière générale augmentée ainsi que sa fiabilité.
Il devient possible d'utiliser le démarreur pour réaliser une fonction de marche arrêt (Stop-Start) du moteur thermique.
L'invention s'applique également à une solution dans laquelle le dispositif de transmission de mouvement intervenant entre le démarreur et l'arbre de sortie du moteur thermique comporte un dispositif à courroie et poulies ou un dispositif à chaîne et roues dentées.
Dans ce cas, dans un mode de réalisation, il est prévu par exemple un dispositif à roue libre au niveau de la poulie menante ou de la roue dentée menante en sorte que l'on ménage le dispositif de transmission de mouvement.
Grâce à l'invention on a une plus grande de latitude en ce qui concerne le choix de la batterie.
Description sommaire des dessins
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un démarreur connu selon l'art antérieur; la figure 2 est une vue d'un schéma électrique d'un dispositif de commande d'un démarreur de moteur thermique selon l'invention ; la figure 3 représente un schéma électrique d'un dispositif de commande d'un démarreur de moteur thermique pour un premier exemple de réalisation de l'invention; la figure 4 est un diagramme représentant la valeur du couple du moteur électrique en fonction du temps la figure 5 est une vue analogue à la figure 3 pour un deuxième exemple de réalisation de l'invention ; la figure 6 est une vue schématique du moteur électrique équipé des deux interrupteurs du mode de réalisation de la figure 5.
Description détaillée de plusieurs modes de réalisation.
Dans les figures 2 à 6 les éléments communs ou similaires avec ceux de la figure 1 seront affectés des mêmes signes de référence.
Le dispositif de commande d'un démarreur pour moteur thermique, notamment pour moteur thermique de véhicule automobile, doté d'un moteur électrique à bobinage inducteur et bobinage d'induit montés en série via des balais représentés de manière symbolique dans les figures 3 et 5, comporte comme à la figure 1 un contact de puissance et au moins un contact ou interrupteur supplémentaire à commande temporisée, c'est-à-dire à action différée.
Cet interrupteur joue le rôle d'interrupteur auxiliaire.
Le contact de puissance 400 est ici du type de celui de la figure 1 et fait donc appel (figure 2) à un contacteur électromagnétique 32 comportant une bobine d'excitation B à un ou deux enroulements, activée par un interrupteur de démarrage 200 relié à la borne positive (+ Bat) d'une batterie. La fermeture de l'interrupteur de démarrage 200, fermé par exemple par une clef de contact ou par une carte de démarrage du véhicule automobile, permet l'alimentation électrique de la bobine d'excitation B et le déplacement du noyau mobile actionnant l'équipage tige de commande - contact mobile et le levier de commande.
Lorsque le contact mobile 129 du contacteur est en contact avec les contacts fixes des bornes 36, 37, le contact de puissance 400 est fermé et le moteur électrique 11 est alimenté électriquement par ses bobinages en série 17, 21 via les balais 25 schématisés dans les figures 3 et 5.
Bien entendu le nombre de paires de balais dépend des applications. Par exemple 2, 4 ou 6 balais peuvent être prévus suivant Ia taille du démarreur.
L'invention est avantageuse dans le cadre d'un démarreur comportant un dispositif de démarrage destiné à arrêter le moteur thermique du véhicule lorsque celui -ci est arrêter par exemple au feux rouge, puis à le redémarrer, cette fonction étant appelée fonction marche arrêt (« Stop-Start » en anglais).
Dans ce cas, comme décrit par exemple dans le document FR A 2 795 884 auquel on se reportera, la bobine d'excitation B est alimentée à la figure 2 par l'intermédiaire d'un transistor T1 en mode impulsions de type à modulation de largeur d'impulsions appelée « PWM », le transistor T1 étant piloté par un micro-contrôleur 300 relié par une liaison électrique 301 , par exemple du type filaire, à l'interrupteur de démarrage 200.
Le contact de puissance 400 est donc piloté par le micro-contrôleur 300, qui selon une caractéristique pilote au moins l'interrupteur supplémentaire précité.
Ceci est rendu possible du fait que le dispositif de commande selon l'invention, décrit ci-après, permet d'augmenter la durée de vie du démarreur.
Bien entendu la présence du micro-contrôleur n'est pas indispensable.
D'une manière générale le dispositif de commande selon l'invention permet de réduire fortement les inconvénients suivants :
- fraisage de la couronne de démarrage par le pignon du lanceur pour cause de pointe de couple trop élevée à la fermeture du contact de puissance 400 ; - usure prématurée des balais par l'établissement de pointes de courant épétées au démarrage du moteur électrique ; collage accidentel des contacts 38, 129 par coupure accidentelle de ces mêmes pointes de courant.
Grâce à l'invention on empêche également une remise à zéro (reset) du ;alculateur de contrôle du moteur du véhicule automobile, tel que le calculateur i'injection, d'ABS, ou de tout autre calculateur, par génération d'une tension Datterie trop faible due au pic de courant initiale à la fermeture du contact de Duissance 400, la tension de la batterie chutant alors fortement.
Grâce à l'invention la durée de vie du démarreur est augmentée ainsi que sa fiabilité et ce de manière simple et économique.
Plus précisément le dispositif de commande selon l'invention repéré en Φ50 à la figure 2, fait appel à deux modes ou phases de fonctionnement avec Dassage d'un mode à l'autre au terme d'une courte temporisation.
Dans un premier mode ou phase de fonctionnement, à la fermeture du contact de puissance 400, on fait intervenir une partie des enroulements du bobinage inducteur 17.
Dans le second mode ou phase de fonctionnement, lors de laquelle le contact de puissance est toujours fermé, après une courte temporisation, on fait intervenir un plus grand nombre ou tous les enroulements du bobinage inducteur 17.
Cette courte temporisation correspond à un temps de temporisation faible inférieur au temps correspondant à la fin de la séquence d'entraînement du moteur thermique par le moteur électrique du démarreur.
Dans le premier mode de réalisation (figure 3) le dispositif de commande 450 comprend deux interrupteurs 500, 600 de préférence du type électromagnétique. Ces interrupteurs sont couplés de manière que l'un se ferme, tandis que l'autre s'ouvre et ce avec une constante de temps.
Dans le mode de réalisation de la figure 3, le circuit électrique du dispositif de commande du moteur électrique 11 , à bobinage inducteur et bobinage induit montés en série, comporte une résistance additionnelle 501 en plus des enroulements 502, 503 du bobinage inducteur. Le premier interrupteur 500 est monté en parallèle par rapport à la résistance 501 entre les bornes 504, 505 de celle-ci.
Le deuxième interrupteur 600 est monté en parallèle par rapport à une seconde partie 503 des enroulements 502, 503 du bobinage inducteur entre les bornes 506, 507 de cette partie 503.
La première partie 502 des enroulements du bobinage inducteur est montée entre les bornes 505 et 506, les deux parties 502, 503 des enroulements du bobinage inducteur étant montées en série.
Ainsi lorsque le contact de puissance 400 se ferme le premier interrupteur 500 est ouvert et le deuxième interrupteur 600 fermé.
Dans une première phase de fonctionnement le courant électrique traverse donc la résistance 501 et la première partie 502 des enroulements du bobinage inducteur puisque la seconde partie 503 de ces enroulements est mise en court-circuit du fait que le deuxième interrupteur 600 est fermé.
Il y a donc augmentation de la résistance aux bornes du moteur électrique 11 et diminution du flux magnétique inducteur puisque la première partie 502 des enroulements est activé, c'est-à-dire en service en étant alimenté électriquement.
Ce mode de fonctionnement est donc un mode de fonctionnement défluxé et « sur-résistant ».
Le couple maximum du moteur 11 est ainsi réduit. Il en est de même du courant de court-circuit et de la puissance utile.
Le contact de puissance 400 étant toujours fermé, dans une deuxième phase de fonctionnement, au bout d'un temps de temporisation, le deuxième interrupteur 600 s'ouvre et le premier interrupteur 500 se ferme en sorte que la résistance 501 est mise en court-circuit tandis que la deuxième partie 503 des enroulements du bobinage inducteur est activée.
Il y a donc lors de ce deuxième mode de fonctionnement alimentation d'un plus grand nombre d'enroulements du bobinage inducteur ou de tous les enroulements du bobinage inducteur avec réduction de la résistance aux bornes du moteur électrique 11. Le deuxième mode de fonctionnement est un mode de fonctionnement normal.
Durant ce deuxième mode ou deuxième phase il se produit une augmentation de la valeur du couple maximal du moteur électrique, ainsi qu'une augmentation du courant de court-circuit et de la puissance utile et ce entre la fin du temps de temporisation et la fin de la séquence d'entraînement du moteur thermique par le démarreur.
Bien entendu il ressort de ce qui précède que la valeur de la résistance 501 est de préférence supérieure à la valeur de la résistance de la deuxième partie 503 des enroulements.
La figure 4 illustre cela. Dans cette figure on a représenté en ordonnée la valeur du couple produit par le moteur électrique et en abscisse le temps.
La courbe 601 est la courbe de l'art antérieur avec en 603 une pointe de couple juste après la fermeture du contact de puissance 400 de la figure 2.
La courbe 602 est la courbe obtenue grâce à l'invention avec en 604 une pointe de couple juste après la fermeture du contact de puissance 400 de la figure 2 nettement plus faible que la pointe de couple 603.
Le couple de la courbe 602 décroît jusqu'à une valeur 605, puis croît jusqu'à la deuxième valeur 606 juste après la fin du temps de temporisation 607, compris par exemple entre 5 et 200 ms (milli secondes).
On notera que la valeur de couple 606 est plus forte que la valeur de couple 604.
Bien entendu cela dépend notamment du temps de temporisation en sorte que la valeur de couple 606 peut être égale ou inférieure à la valeur de couple 604.
On appréciera que le pignon du lanceur tourne à plus faible vitesse par rapport à la couronne de démarrage (voir référence 110 de la figure 1) lorsque celui n'est pas en prise avec les dents de la denture de la couronne de démarrage.
Les risques de fraisage sont donc fortement diminués. Au bout du temps de temporisation le pignon est en prise avec les dents de la couronne de démarrage dans tous les cas.
En variante les enroulements du bobinage inducteur sont montés en parallèle comme visible dans la figure 5.
Dans cette figure 5 le premier interrupteur est le contact de puissance 400 de la figure 2. La borne 36 de cet interrupteur est reliée à la borne positive de la batterie et la borne 37 à deux branches d'enroulements du bobinage inducteur montées en parallèle
Les branches sont montées en parallèles entre les bornes 37 et 370 respectivement du contact de puissance 400 et du moteur électrique 11 , plus précisément des balais 25 de celui-ci.
Les deux branches sont donc montées en série entre la borne de sortie 37 du contact de puissance et la borne d'entrée 370 de l'induit du moteur électrique 11.
La deuxième branche comporte le deuxième interrupteur 700 à action différée, ici du type électromagnétique comme le contact 400, monté en série avec les enroulements 701 , 702 du bobinage inducteur consistant en la première partie des enroulements.
La première branche comporte la deuxième partie des enroulements du bobinage inducteur à savoir les enroulements 703, 704.
Les enroulements 701 , 702 et 703, 704 sont donc montés en parallèle.
Lorsque le contact 400 se ferme, l'interrupteur 700 est ouvert en sorte que seuls les enroulements 703 et 704 sont actifs.
Au bout du temps de temporisation l'interrupteur 700 se ferme en sorte que tous les enroulements sont actifs.
Selon une caractéristique le dispositif de commande est configuré pour que lorsque le contact de puissance 400 s'ouvre, l'interrupteur 700 s'ouvre.
Sur la figure 6 on a représenté les liaisons électriques, ici du type filaire.
On voit en 302, 706, 707 et 708 des liaisons de forte puissance et en 301 et 705 des liaisons de plus faible puissance à savoir des liaisons de contrôle. Les liaisons 301 et 302 correspondent à celles de la figure 2. Les liaisons 707 et 706 relient respectivement la borne 37 du contact de puissance 400 aux enroulements 703, 704 et la borne de sortie 709 (figure 5) de l'interrupteur 700, constituant un interrupteur auxiliaire, aux enroulements 703, 704.
La liaison 708 relie la borne de sortie 37 du contact 400 à la borne d'entée 710 de l'interrupteur 700. La liaison 708 est une liaison de contrôle entre la bobine excitatrice B du contact 400 et la bobine excitatrice 711 de l'interrupteur 700.
Ainsi qu'on l'aura compris le contact 400 et l'interrupteur 700 sont montés à l'extérieur du moteur électrique du démarreur, le câble 39 étant supprimé. En variante ils sont montés dans le moteur électrique et/ou dans le support du démarreur.
Le temps de temporisation est dans un mode de réalisation réalisé à l'aide d'un circuit de temporisation faisant appel à une résistance et un condensateur en plus de l'enroulement d'excitation de l'interrupteur 600, 700 du type électromagnétique.
Ainsi par exemple à la figure 5 on temporise la fermeture de l'interrupteur 700 par un circuit à résistance et condensateur que l'on charge jusqu'à la tension de conjonction de l'interrupteur 700.
En variante on peut faire appel à un circuit électronique plus complet, le condensateur se chargeant par l'intermédiaire d'une résistance et de la base d'un transistor.
En variante le circuit de temporisation appartient au micro-contrôleur 300 et c'est pour cette raison que l'on a représenté à la figure 2 la liaison 705 avec la bobine 711 de l'interrupteur 700.
Il en résulte que l'interrupteur 700 s'ouvre lorsque le contact de puissance s'ouvre 400 suite à l'ouverture de l'interrupteur de démarrage 200.
En variante la constante de temps est définie par un dispositif de commande extérieur. En variante cette constante de temps est définie par l'interrupteur 700 lui-même, c'est-à-dire par les ressorts et la résistance du bobinage d'excitation de l'interrupteur électromécanique.
De même le micro contrôleur 300 peut piloter les interrupteurs 500, 600 et donc respectivement la fermeture et l'ouverture de ceux -ci après une temporisation.
Toutes les combinaisons sont possibles.
On notera que les résistances des enroulements sont faibles par exemple 4 m (milli) Ohms pour la partie 703, 704 ou 702, 701. La variation de résistance entre les deux phases de fonctionnement est donc de 2 m Ohms.
De préférence on choisit la variation de résistance entre 1 et 50 m Ohms.
Par exemple à la figure 3 on choisit comme valeur de la résistance additionnelle 10 m Ohms pour des valeurs de résistance d'enroulements 502, 503 de 2 à 4 m Ohms.
Ainsi qu'il ressort de la description et des dessins le mode de réalisation de la figure 5 est avantageux par rapport à celui de la figure 3 car on économise un interrupteur et une résistance additionnelle.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits.
Ainsi on peut, suivant le nombre d'enroulement, prévoir un interrupteur supplémentaire à action différée qui s'ouvre après le second interrupteur 600, 700.
Dans une première phase on fait intervenir une première partie des enroulements, puis dans une seconde phase une seconde partie des enroulements et enfin dans une troisième phase tous les enroulements.
Par exemple on peut à la figure 5 prévoir une branche supplémentaire avec un ou plusieurs enroulements et l'interrupteur supplémentaire.
On notera que dans les figures 3 et 5 on a représenté de manière symbolique les balais 25 du moteur électrique 11 qui frottent contre le collecteur de la figure 1 relié électriquement au bobinage d'induit. Ces balais relient en série les bobinages d'induit et inducteur.
Suivant l'invention le dispositif de commande d'un démarreur pour moteur thermique, notamment pour moteur thermique de véhicule automobile, doté d'un moteur électrique 11 à bobinage inducteur 17 et bobinage d'induit 21 montés en série, comportant un contact de puissance 400 dont l'une des bornes 36 est reliée à la borne positive (+Bat) d'une batterie et l'autre borne 37 au bobinage inducteur 17 à plusieurs enroulements 502,503- 701 à 704, est caractérisé en ce qu'il comporte des premiers moyens 500, 501 , 502-703, 704 pour dans une première phase, à la fermeture du contact de puissance 400, activer une partie des enroulements du bobinage inducteur 17 et des seconds moyens 600, 503 -700, 701 , 702 à action différée pour activer dans une seconde phase, lors de laquelle le contact de puissance est toujours fermé, au moins un plus grand nombre d'enroulements du bobinage inducteur 17.
Les enroulements du bobinage inducteur sont alimentés électriquement lorsqu'ils sont activés.
Bien entendu on peut faire appel en variante au dispositif de commande du document FR A 2 679 717 précité pour commander le contact de puissance.
Bien entendu le démarreur peut être de tout type.
Ainsi en variante le contacteur 32 s'étend à l'arrière ou à l'avant du moteur électrique 11 notamment lorsque l'on veut intégrer le dispositif de commande selon l'invention au moteur électrique et/ou au support du démarreur.
Dans le cas ou le contacteur est à l'avant du moteur électrique, le lanceur joue le rôle du noyau mobile et comporte avantageusement une jupe à surface externe cylindrique définissant un entrefer avec le support de la bobine B.
Le déplacement du lanceur est alors piloté par un moyen de commande du type électromagnétique, la matière de la jupe et de l'entraîneur étant choisit en conséquence. En variante le déplacement du levier de commande 41 est commandé par un moteur électrique, le contacteur 32 étant alors simplifié puisqu'il ne comporte plus de noyau mobile.
L'arbre 24 est en variante confondu avec l'arbre de sortie en sorte que la présence du réducteur 45 n'est pas obligatoire.
Ce réducteur peut être configuré de sorte que les axes des arbres 24 et 43 soient décalés radialement.
Les balais 25 et le collecteur 23 sont en variante d'orientation axiale.
En variante, le pignon 50 est un pignon sortant agencé à l'extérieur du support comme illustré dans le document FR-A-2745855.
En variante le dispositif à roue libre 52 est équipé d'un embrayage à friction décrit par exemple dans les documents FR-A-2772433 et FR-A- 2826696.
En variante le pignon du lanceur est destiné à engrener avec une denture appartenant à une poulie menée d'un dispositif de transmission de mouvement à courroie et poulies menante et menée comme décrit par exemple dans le document FR 0350376 déposé le 28/07/2003, ce type de démarreur étant appelé démarreur à courroie.
Bien entendu le démarreur à courroie est en variante dépourvu de lanceur, son arbre de sortie étant destiné à entraîner la poulie menée, la roue libre étant alors intégrée à la poulie menante, comme décrit par exemple dans le document JP A 2001 -153010.
En variante le. démarreur à courroie peut être monté à côté de l'alternateur, son arbre de sortie étant relié par des engrenages à un arbre intermédiaire, lui-même relié à la poulie menée du dispositif de transmission de mouvement à poulies et courroie intervenant entre l'arbre intermédiaire et l'arbre de sortie, tel que le vilebrequin du moteur thermique. Dans ce cas l'arbre intermédiaire est l'arbre de l'alternateur relié de manière débrayable aux engrenages comme décrit par exemple dans les document US A 6378479 et FR A 1 477 763. Le démarreur à courroie dans tous les cas est adapté par l'intermédiaire de son arbre de sortie à entraîner, directement ou indirectement, un dispositif de transmission de mouvement à poulies et courroie intervenant dans la ligne de transmission de mouvement entre l'arbre de sortie du démarreur et l'arbre de sortie, tel que le vilebrequin, du moteur thermique.
En variante on remplace les poulies et la courroie par une chaîne et des roues dentées.
Tout cela est rendu possible car grâce à l'invention le dispositif de transmission de mouvement est ménagé.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Dispositif de commande d'un démarreur pour moteur thermique-doté d'un moteur électrique (11) à bobinage inducteur (17), doté de plusieurs enroulements, et à bobinage d'induit (21) montés en série, comportant un contact de puissance (400)"doté de bornes (36,37) dont l'une (36) est reliée à la borne positive (+Bat) d'une batterie et l'autre (37) au bobinage inducteur (17) à plusieurs enroulements (502,503- 701 à 704), caractérisé en ce qu'il comporte des premiers moyens (500, 501 , 502-703, 704) pour dans une première phase, à la fermeture du contact de puissance (400), activer une partie des enroulements du bobinage inducteur (17) et des seconds moyens (600, 503 -700, 701 , 702) à action différée pour activer dans une seconde phase, lors de laquelle le contact de puissance (400) est toujours fermé, au moins un plus grand nombre d'enroulements du bobinage inducteur (17).
2- Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les seconds moyens à action différée sont configurés pour activer dans une seconde phase tous les enroulements du bobinage inducteur (17).
3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un interrupteur (600, 700) supplémentaire à commande temporisée.
4- Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les seconds moyens comportent un interrupteur à action différée (600, 700), qui commute après un temps de temporisation.
5- Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les enroulements du bobinage inducteur (17) sont montés en série avec une résistance (501). 6- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les premiers moyens comportent un premier interrupteur (500) monté en parallèle par rapport à la résistance (501), tandis qu'un l'interrupteur à action différée est associé aux seconds moyens et est monté en parallèle par rapport à une partie des enroulements (503).
7-. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier interrupteur (500) se ferme lors de la deuxième phase tandis que le deuxième interrupteur (600) s'ouvre lors de la deuxième phase
8-. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les enroulements (701 à 704) du bobinage inducteur (17) sont montés dans des branches en parallèle connectées au contact de puissance (400).
9-. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un second interrupteur (700) à action différée, appartenant aux seconds moyens, est monté dans l'une des branches en série avec au moins un enroulement du bobinage inducteur (17).
10-Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le second interrupteur (700) est ouvert lorsque le contact de puissance (400) est ouvert.
11- Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le contact de puissance (400) est piloté par un micro-contrôleur, qui pilote avec un temps de temporisation un interrupteur appartenant aux seconds moyens.
12- Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les seconds moyens à action différée interviennent après un temps de temporisation inférieur au temps correspondant à la fin de la séquence d'entraînement du moteur thermique par le moteur électrique (11).
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