FR2487461A1

FR2487461A1 - Dispositif de commande d'un embrayage electromagnetique

Info

Publication number: FR2487461A1
Application number: FR8110964A
Authority: FR
Inventors: Toshio Takano; Ryuzo Sakakiyama
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1980-07-28
Filing date: 1981-06-03
Publication date: 1982-01-29
Also published as: DE3129695A1; US4484672A; GB2083587A; GB2083587B; FR2487461B1

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES EMBRAYAGES ELECTROMAGNETIQUES. UN DISPOSITIF DE COMMANDE D'UN EMBRAYAGE ELECTROMAGNETIQUE COMPREND NOTAMMENT DES INTERRUPTEURS 50, 52 QUI DETECTENT RESPECTIVEMENT LA POSITION DE POINT MORT DU LEVIER DE CHANGEMENT DE VITESSES ET LA MANOEUVRE DE CE LEVIER; UN CIRCUIT LOGIQUE DE COMMANDE 53, 54, 55, 48, 47 QUI REAGIT AUX SIGNAUX DES INTERRUPTEURS EN ELABORANT DES SIGNAUX DE COMMANDE; ET UN CIRCUIT DE COMMUTATION 40, 41 QUI COMMANDE LA CIRCULATION DU COURANT DANS UNE BOBINE D'AIMANTATION 7. LE DISPOSITIF FAIT CIRCULER DANS LA BOBINE UN COURANT INVERSE DE FAIBLE VALEUR POUR SUPPRIMER L'AIMANTATION RESIDUELLE PENDANT LE PASSAGE DES VITESSES. APPLICATION A LA CONSTRUCTION AUTOMOBILE.

Description

La présente invention concerne un dispositif destiné à commander un

embrayage électromagnétique pour les automobiles, et elle porte plus particulièrement sur un dispositif destiné à commander un embrayage à poudre électromagnétique qui est capable d'éliminer l'aimantation résiduelle présente dans cet embrayage en appliquant un courant inversé à la bobine magnétique, lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à une valeur prédéterminée et lorsque la boîte de vitesses du moteur

à combustion interne est au point mort.

L'embrayage à poudre électromagnétique comprend une pièce d'entraînement annulaire fixée sur le vilebrequin du moteur, une bobine d'aimantation disposée dans la pièce d'entraînement, une pièce entraînée qui est fixée à l'arbre primaire de la boîte de vitesses en laissant un entrefer par rapport à la pièce d'entraînement, de la poudre placée dans l'embrayage, et un levier de changement de vitesses destiné au changement de rapport des engrenages dans la boîte de vitesses. Le levier de changement de vitesses est équipé d'un interrupteur destiné à la bobine d'aimantation. Cet interrupteur est actionné par la manoeuvre du levier de-changement de vitesses et il se ferme lorsqu'on place le levier sur une position dans laquelle la transmission est en prise, ce qui fait circuler un courant électrique dans la bobine d'aimantation pour aimanter la pièce

d'entraînement. Lorsqu'on appuie sur la pédale d'accéléra-

teur, le courant appliqué à la bobine augmente. La poudre présente dans l'embrayage s'agglomère dans l'entrefer sous l'effet du flux magnétique, si bien que la pièce entraînée est accouplée à la pièce d'entraînement par l'intermédiaire de la poudre. Ainsi, la puissance de sortie du moteur peut être transmise à la boîte de vitesses.-Le dispositif de commande d'un tel embrayage électromagnétique est conçu de façon à actionner l'embrayage selon le mode dit du double débrayage, afin que les pignons de la botte de vitesses viennent en engrènement mutuel sans à-coups. Ainsi, l'interrupteur est conçu de façon à être fermé pour aimanter la bobine lorsque le levier de changement de vitesses est au point mort et à 9tre ouvert lorsqu'on applique manuellement une force au levier de changement de vitesses pour changer de vitesses. Ainsi, l'embrayage est embrayé au point mort et il est débrayé pendant la manoeuvre du levier de changement de vitesses, puis il est embrayé à nouveau lorsque le levier de changement de vitesses atteint la position dans laquelle les pignons sont

en prise.

Dans un tel dispositif, lorsqu'on fait passer le levier de changement de vitesses d'une position correspondant à une vitesse à une position correspondant à une autre vitesse, en passant par le point mort, une

aimantation résiduelle tend à apparaître dans l'embrayage.

Lorsqu'on actionne le levier de changement de vitesses, il faut vaincre le couple résistant qui est produit par l'aimantation résiduelle, ce qui nécessite une force de manoeuvre manuelle élevée. Cette tendance augmente lorsque la vitesse du moteur au ralenti augmente. Dans une boîte de vitesses ne comportant pas de mécanisme synchronisateur, lorsqu'on effectue rapidement le changement de vitesses, les pignons n'engrènent pas mutuellement de façon progressive, du fait qu'une longue durée est nécessaire pour que les pignons atteignent le synchronisme. Pour éliminer ces défauts, l'invention offre un dispositif destiné à un embrayage électromagnétique qui est conçu de façon à appliquer un courant d'embrayage inversé à la bobine de l'embrayage, au point mort de la boite de vitesses, pour faire disparaître l'aimantation résiduelle produite par l'hystérisis du corps de l'embrayage, de manière à obtenir une synchronisation progressive. L'invention sera mieux comprise à la lecture

de la description qui va suivre de modes de réalisation

et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une coupe d'une transmission équipée d'un embrayage électromagnétique qui est employé avec un dispositif correspondant à l'invention; La figure 2 est une coupe selon la ligne II-Il de la figure 1; La figure 3 représente un circuit constituant un exemple du dispositif de l'invention; La figure 4 est un graphique montrant les relations entre la vitesse du moteur et le courant de l'embrayage; La figure 5 représente un circuit correspondant à un autre mode de réalisation de l'invention; et La figure 6 est un graphique montrant la

variation du courant de l'embrayage.

On va maintenant considérer les figures 1 et 2 qui représentent une transmission à laquelle l'invention est appliquée. La référence 1 désigne un embrayage à poudre électromagnétique, la référence 2 désigne une botte de vitesses à quatre rapports et la référence 3

désigne un dispositif de réduction final.

L'embrayage à poudre électromagnétique 1 est monté dans un carter d'embrayage et il comprend un plateau d'entrainement 6 qui est fixé à l'extrémité d'un vilebrequin 5 d'un moteur à combustion interne, une pièce d'entraînement annulaire 8 qui est fixée au plateau d'entraînement 6, une bobine d'aimantation 7 qui est disposée dans la pièce d'entraînement 8,et une pièce entraînée 10 qui est fixée par un accouplement à cannelures sur un arbre primaire 9 de la boîte de vitesses2, en laissant un entrefer 11 par rapport à la pièce d'entraînement 8. De la poudre d'une matière magnétique est placée dans une chambre de poudre 12 et cette poudre peut emplir l'entrefer 11. Un couvercle 13 est fixé sur la pièce d'entraînement 8. Le couvercle 13 comporte une partie cylindrique qui est coaxiale par rapport à l'arbre primaire 9 et sur laquelle sont fixées des bagues 14. Les bagues 14 sont connectées à la pièce d'entratnement 8 par un conducteur X. Des balais 16 appliqués contre les bagues 14 sont supportés dans un porte-balais 17 et sont connectés par un conducteur Y à

un dispositif de commande décrit ci-après.

Dans une telle structure, le plateau d'entraîne-

ment 6 et la pièce d'entraînement 8 tournent ensemble avec le vilebrequin 5 et la poudre magnétique enfermée dans la chambre de poudre 12 est attirée par la force

centrifuge à la surface intérieure de la pièce d'entraine-

ment 8. Si la bobine d'aimantation 7 est excitée par le courant qui est appliqué par le conducteur Y, les balais

16, les bagues 14 et le conducteur X, la pièce d'entraîne-

ment 8 est aimantée de façon à produire un flux magnétique traversant la pièce entraînée 10 comme le montrent les flèches sur la figure 1. Ainsi, la poudre s'agglomère dans l'entreferll si bien que la puissance du moteur

est transmise par l'embrayage à l'arbre primaire 9.

Dans la botte de vitesses 2, les pignons d'entraînement 18, 19, 20 et 21 qui correspondent respectivement aux première, seconde, troisième et quatrième vitesses sont réalisés d'une seule pièce avec l'arbre primaire 9. Les pignons d'entraînement 18 à 21 engrènent respectivement avec les pignons entraînés 23 à 26. Les pignons entrainés 23 à 26 sont montés de façon tournante sur l'arbre secondaire 22, parallèle à l'arbre primaire 9. Chacun des pignons entraînés 23 et 24 peut être accouplé à l'arbre secondaire 22 en actionnant un mécanisme synchronisateur 27 et chacun des pignons entraînés 25 et 26 est accouplé à l'arbre secondaire 22 par un mécanisme synchronisateur 28, de la manière bien connue. Il existe en outre un pignon de marche arrière 29. Ainsi, en actionnant le levier de changement de vitesses (non représenté) de la boîte de vitesses, le pignon entraîné 23 est rendu solidaire de l'arbre secondaire 22 par le mécanisme synchronisaimur27 et on obtient la première vitesse sur l'arbre primaire 22, du fait que la vitesse de rotation de l'arbre primaire 9 est fortement réduite. On peut obtenir de façon correspondante les seconde, troisième et quatrième vitesses.

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Il existe en outre à une extrémité de l'arbre secondaire 22 un pignon de sortie 30 qui engrène avec une couronne 32 dans un différentiel 31 du disn-ositif de réduction final 3, de façon que la puissance de l'arbre secondaire 22 de la boite de vitesses2 soit transmise directement de la couronne 32 à un planétaire 36, par une coquille de différentiel 33, un axe 34 et un satellite 35. La puissance est ensuite transmise aux

roues motrices par des arbres de roue 37.

La figure 3 montre une configuration du circuit de commande dans laquelle un transistor 40 de type PNP et un transistor 41 de type NPN sont respectivement connectés aux extrémités opposées de la bobine d'aimantation 7. L'émetteur du transistor 40 est connecté à une source d'énergie électrique, tandis que l'émetteur du transistor 41 est connecté à la masse. Un circuit de commutation 42 comprenant une diode et une résistance est connecté aux deux extrémités de la bobine 7. Une résistance 43 destinée au courant inversé est connectée à la source d'énergie électrique et au collecteur du transistor 41, et une résistance 44 destinée au courant inversé est connectée entre le collecteur du transistor 40 et la masse. Les bases des transistors 40, 41 sont respectivement connectées à des résistances 45, 46. La résistance 45 est connectée à une porte NON-ET 55 par l'intermédiaire d'un circuit séparateur 47 et la résistance 46 est connectée à la porte NON-ET 55 par l'intermédiaire d'une porte NON-OU 48, tandis qu'un signal de commande d'embrayage est appliqué sur l'autre entrée 49 de la porte NON-OU 48. L'entrée 49 est à un niveau haut pendant la manoeuvre du levier de changement de vitesses La référence 50 désigne un interrupteur de point mort qui est fermé lorsque le levier de changement de vitesses de la boîte de vitesses 2 est au point mort; la référence 51 désigne un interrupteur de vitesse du véhicule qui est fermé lorsque la vitesse du véhicule est supérieureà une vitesse prédéterminée, et la référence 52 désigne un interrupteur de levier de changement de vitesses qui est monté sur le levier de changement de vitesses et qui est fermé perdant la manceuvxe de ce leviero Une borne de chaque interrupteur 50, 51 et 52 est connectée à la masse, tandis que l'autre borne de l'interrupteur de point mort 50 est connecté à une porte NON-ET 54 par l'intermédiaire d'un inverseur 53, l'autre borne de l'interrupteur de vitesse du véhicule, 51, est cornnectée à la porte NON-ET 54, et l'autre borne de l'interrupteur de levier de changement de vitesses 52 est connectée à la porte NON-ET 55. La sortie de la porte NON-ET 54 est également connectée à la porte NON- ET 55. Des résistances 56, 57 et 58 appliquent respectivement un potentiel électrique positif aux bornes des interrupteurs 50, 51 et 52 qui ne sont pas connectées

à la masse.

On va maintenant expliquer le fonctionnement du

dispositif correspondant à l'invention.

Lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à une vitesse prédéterminée, l'interrupteur de vitesse du véhicule, 51, est ouvert. Une tension de niveau haut est appliquée à la porte NON-ET 54 et la sortie de cette porte est à un niveau haut ou bas en fonction de l'état fermé ou ouvert de l'interrupteur de poirEmGt50. Lorsque le levier de changement de vitesses est au point mort, l'interrupteur est fermé. Ainsi, la sortie de la porte NON-ET 54 est à un niveau bas et la sortie de la porte NON-ET 55 est à un niveau haut, indépendamment de l'état de l'interrupteur 52. Le niveau haut de la sortie de la porte NON-ET 55 provoque le blocage du transistor 40 et la sortie de la porte NON-OU 48 passe à un niveau bas, indépendamment de l'entrée 49, si bien que le transistor 41 est également bloquéo Ainsi, le courant électrique circule en suivant le chemin a->c -> b --e et, par conséquent, un courant inversé circule dans la bobine 7. De ce fait, l'aimantation résiduelle est éliminée dans l'embrayage, ce qui permet une synchronisation rapide et une manoeuvre progressive

et aisée du levier de changement de vitesses.

Lorsque le levier de changement de vitesses est dans l'une des positions dans lesquelles une vitesse est

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en prise, l'interrupteur 52 est ouvert. Par conséquent,

la sortie de la porte NON-ET 55 passe à un niveau bas.

Ainsi, les transistors 40 et 41 deviennent conducteurs, si bien que le courant d'excitation circule dans la bobine 7 pour embrayer l'embrayage. Lorsque la vitesse du véhicule est supérieure à la vitesse prédéterminée, l'interrupteur 51 est ferméo Ainsi, la sortie de la porte NON-ET 54 est à un niveau haut. Lorsqu'on fait passer le levier de changement de

vitesses au point mort, l'interrupteur de levier de change-

ment de vitesses, 52, se ferme pendant la manoeuvre du levier. Une tension de niveau bas est appliquée à la porte NON-ET 55 et la sortie de cette porte passe à un niveau haut. Par conséquent, les transistors 40 et 41 sont bloqués, si bien que le courant inversé circule dans la bobine 7,

dans l'ordre a - c p b -ye.

Lorsque le levier de changement de vitesses est

maintenu au point mort, l'interrupteur- de levier de change-

ment de vitesses 52 est ouvert et l'interrupteur de point mort 50 est fermé, si bien que la porte NON-ET 55 produit un signal au niveau bas, Ainsi, les transistors 40 et 41 deviennent conducteurs ce qui fait circuler le courant d'excitation dans la bobine 7. On peut donc effectuer l'opération de double débrayage. Lorsqu'on fait passer le levier de changement de vitesses du point mort vers une

position dans laquelle une vitesse est en prise, l'interrup-

teur 52 s'ouvre pendant la manoeuvre, comme décrit ci-dessus. Ainsi, le courant inversé circule dans la bobine - 7. Lorsque le levier de changement de vitesses atteint la

position dans laquelle une vitesse est en prise, l'interrup-

teur de levier de changement de vitesses 52 s'ouvre. Ainsi, une tension de niveau haut est appliquée à la porte NON-ET , si bien que la sortie de cette porte passe à un niveau bas. Par conséquent, le courant d'excitation circule dans

la bobine 7 pour embrayer l'embrayage.

Sur la figure 4 qui montre les relations entre le courant de l'embrayage et la vitesse du véhicule, la

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ligne A indique que lorsque la vitesse du véhicule est supérieure à une valeur prédéterminée V t alors qu'on n'est pas en train de changer de vitesses, le courant

d'excitation Im circule et l'embrayage est à l'état embrayé.

Si l'interrupteur de levier de changement de vitesses 52 se ferme, un courant inversé circule teriporairement et si l'interrupteur de levier de changement de vitesses 52 s'ouvre pendant que le levier de changement de vitesses est au point mort, le courant d'excitation pour le double débrayageC,circule temporairement. Au moment o l'opération de changement de vitesses est terminée et o l'interrupteur de levier de changement de vitesses 52 s'ouvre, le courant d'excitation pour l'embrayage circule de façon à faire passer l'embrayage à l'état embrayé. De plus, le point E montre un état dans lequel la vitesse du véhicule est réduite à une valeur inférieure à la vitesse prédéterminée et dans lequel l'interrupteur de point mort ou l'interrupteur de levier de changement de vitesses est fermé, le courant

inverse circulant alors comme il est représenté.

On va maintenant considérer la figure 5 qui montre le second mode de réalisation de l'invention dans lequel le dispositif ne comporte pas l'interrupteur de vitesse

du véhicule qui figure dans le premier mode de réalisation.

Les autres parties du dispositif sont les mêmes que dans le premier mode de réalisation. Par conséquent, les éléments identiques à ceux de la figure 3 sont désignés par les

mêmes références.

Lorsque le levier de changement de vitesses est au point mort, l'interrupteur de point mort 50 est fermé et un signal au niveau bas est appliqué à la porte NON-ET 55. Ainsi, le signal de sortie de la porte NONET 55 est à un niveau haut, indépendamment de l'état ouvert ou fermé de l'interrupteur de levier de changement de vitesses 52, Par conséquent, les transistors 40 et 41 sont bloqués, ce qui fait circuler le courant inversé

dans l'ordre a ->e..b -.eo.

Lorsqu'on manoeuvre le levier de changement de vitesses, l'interrupteur de levier de changement de vitesses 52 se ferme et la porte NON-ET 55 reçoit un signal au niveau bas. Ainsi, indépendamment de l'état ouvert ou fermé de l'interrupteur de point mort 50, le signal de sortie de la porte NON-ET 55 est à un niveau haut, ce qui bloque les transistors 40 et 41. Le courant inversé nécessaire pour supprimer l'aimantation résiduelle circule

donc dans la bobine 7.

Lorsque le levier de changement de vitesses est dans une position dans laquelle une vitesse est en prise, l'interrupteur de levier de changement de vitesses 52 est ouvert. La sortie de la porte NON-ET 55 passe à un niveau bas. Ainsi, les transistors 40 et 41 deviennent conducteurs de façon à faire circuler le courant d'excitation dans la

bobine 7.

t5 La figure 6 montre la variation du courant d'embrayage dans le dispositif qui correspond au second mode de réalisation. Sur cette figure, le courant d'embrayage nominal (lm) est interrompu entre les- points F et G par

l'entrée 49 qui correspond au signal de commande d'embrayage.

Au point G, l'interrupteur de point mort 50 ou l'interrupteur de levier de changement de vitesses 52 est fermé et le courant inversé circule jusqu'à ce que l'interrupteur de point mort 50 ou l'interrupteur de levier de changement de vitesses 52 soit ouvert, au point H. A l'achèvement de la manoeuvre de la boite de vitesses 2 pour mettre une vitesse en prise, l'entrée 49 correspondant au signal de commande d'embrayage passe à un niveau bas, et le transistor 41 devient conducteur pour faire circuler un courant de sens positif dans la bobine 7. On peut obtenir une caractéristique de couple souhaitable entre les points I et J. Conformément à la structure du dispositif de l'invention qu'on vient de décrire, l'aimantation résiduelle est supprimée par le fait qu'un courant inversé circule dans la bobine d'aimantation lorsque le levier de changement de vitesses de la boîte de vitesses est au point mort, Le levier de changement de vitesses peut ainsi-être manoeuvré sans effort et sans à-coups* Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté,

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de commande d'un embrayage électromagnétique (1) d'un moteur à combustion interne monté sur un véhicule, comportant une pièce d'entraînement (8) fixée à un vilebrequin (5) du moteur à combustion interne, une bobine d'aimantation (7) disposée dans la pièce d'entraînement, une pièce entraînée (10) adjacente à la pièce d'entraînement, une boîte de vitesses accouplée à la pièce entraînée et comportant des engrenages de changement de vitesses à plusieurs rapports, et un levier de changement de vitesses destiné à manoeuvrer cette boîte de vitesses, caractérisé en ce qu'il comprend: un premier élément de détection (50) qui réagit à la manoeuvre du levier de changement de vitesses en fournissant un signal de sortie qui a un premier niveau logique lorsque le levier de changement de vitesses est au point mort; un circuit de commande (53, 54, 55, 48, 47) qui réagit au signal de sortie du premier élément de détection en fournissant un signal de sortie qui présente un premier niveau logique; et un circuit de commutation (40, 41) qui réagit au signal de sortie du circuit de commande en commandant le courant qui circule dans la bobine d'aimantation (7); ce circuit de commutation étant conçu de façon que le courant circule dans la bobine d'aimantation avec une polarité inversée sous l'effet du premier niveau logique du signal de sortie du circuit de commande, correspondant à la position de point mort du levier de changement de vitesses, et de façon que le courant d'excitation circule dans la bobine d'aimantation sous

l'effet de l'autre niveau logique du signal de sortie.

2. Dispositif de commande d'un embrayage électromagnétique d'un moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un second élément de détection (52) qui peut être actionné pendant la manoeuvre du levier de changement de vitesses, de façon à fournir un signal de sortie ayant un premier niveau logique, et le circuit de commutation est conçu de façon que le courant circule dans la bobine avec la polarité inversée sous l'action du signal de sortie du second élément de détection, pendant la manoeuvre

du levier de changement de vitesses.

3. Dispositif de commande d'un embrayage électromagnétique d'un moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un élément de détection de vitesse du véhicule (51) destiné à fournir un signal de sortie dans une plage de vitesse inférieure à une vitesse prédéterminée, et le circuit de commutation (40, 41) est conçu de façon que le courant circule dans la bobine avec la polarité inversée sous l'action du signal de sortie de l'élément de détection de vitesse du véhicule qui correspond à la plage de

vitesse basse.

4. Dispositif de commande d'un embrayage électromagnétique d'un moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de commutation est constitué par une paire de transistors

(40, 41).