FR2957386A1 - Systeme de demarrage d'un moteur a combustion interne avec fonctionnement d'un moteur electrique en modes vitesse elevee et faible - Google Patents

Abstract

Un appareil de démarrage de moteur comporte une première voie d'alimentation électrique et une seconde voie d'alimentation électrique s'étendant d'une batterie jusqu'à un moteur électrique pour démarrer un moteur. Un commutateur électromagnétique a des contacts principaux disposés dans la première voie d'alimentation électrique. Une résistance est disposée dans la seconde voie d'alimentation électrique. Un relais de moteur a des contacts de relais disposés en série avec la résistance. Une unité de commande retarde l'instant auquel les contacts principaux sont fermés pour appliquer une tension maximale de la batterie au moteur électrique jusqu'à l'écoulement d'un décalage temporel donné après fermeture des contacts de relais pour fournir une alimentation électrique au moteur électrique en passant par la résistance. Plus précisément, lorsqu'on doit appliquer la tension maximale au moteur électrique en vue de mettre le moteur électrique en marche à une vitesse nominale, le courant ne passe pas par les contacts de relais, évitant ainsi une chute de tension, ce qui assure la stabilité de démarrage du moteur.

Description

SYSTEME DE DEMn,RRnGE D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE AVEC FONCTIONNEMENT D'UN MOTEUR ELECTRIQUE EN MODES VITESSE ELEVEE ET FAIBLE ARRIERE PLAN

Domaine Technique La présente invention se rapporte de façon générale à un appareil de démarrage d'un moteur à combustion interne que l'on peut installer dans des véhicules automobiles et conçu pour passer entre une première voie d'alimentation électrique dans laquelle une alimentation électrique est fournie pour démarrer un moteur électrique de démarrage de moteur en passant par une résistance et une seconde voie d'alimentation électrique dans laquelle l'alimentation électrique est fournie au moteur électrique de démarrage de moteur sans passer par la résistance après le démarrage du moteur électrique de démarrage de moteur. 2. Art Antérieur Lorsqu'on démarre le moteur d'un véhicule automobile en utilisant un démarreur de moteur équipé d'un moteur électrique, c'est-à-dire, lorsque des contacts principaux sont fermés par un commutateur électromagnétique pour fournir du courant électrique d'une batterie en vue de mettre le moteur électrique sous tension, un courant fort appelé courant d'appel circule habituellement à travers le moteur électrique. Ceci amène la tension. à une borne de la batterie de baisser fortement et de manière brève ce qui peut entraîner l'arrêt d'autres dispositifs électriques tels que des indicateurs ou lecteurs audio installés dans le véhicule et qui sont alimentés par la batterie.

La Première Publication du Brevet Japonais No. 2009-287459, attribuée au même cessionnaire que celui de la présente demande, nous apprend la commande du courant d'appel apparaissant au démarrage du moteur électrique du démarreur de moteur afin d'éviter l'arrêt des dispositifs électriques. La figure 4 illustre un système de démarrage d'un moteur, tel que divulgué dans la publication précitée. Une résistance 120 est disposée dans une voie d'alimentation électrique à travers laquelle le courant électrique est fourni d'une batterie 100 à un moteur électrique 110. Un relais de moteur 130 court-circuite des extrémités de la résistance 120. Une minuterie 140 commande l'instant auquel le relais de moteur 130 doit être excité ou fermé. Spécifiquement, la minuterie 140 détermine un décalage temporel entre l'excitation d'un commutateur électromagnétique 150 et celle du relais de moteur 130 de sorte que des contacts du relais 130 de moteur soient fermés jusqu'à l'écoulement du décalage temporel après fermeture des contacts principaux du commutateur électromagnétique 150.

Spécifiquement, la minuterie 140 retarde l'excitation du relais 130 de moteur jusqu'à l'écoulement du décalage temporel après excitation du commutateur électromagnétique 150, amenant ainsi le courant à circuler de la batterie 100 jusqu'au moteur 110 à travers la résistance 120 pendant une durée commençant à la fermeture des contacts principaux et finissant à la fermeture des contacts du relais. Le courant abaissé par la résistance 120 est donc fourni au moteur 110, de sorte que le moteur 110 tourne à plus faible vitesse. Lorsque le décalage temporel s'est écoulé, après engrènement d'un pignon 160 avec une couronne dentée 170 par exemple, le relais de moteur 130 est fermé pour court- circuiter les extrémités de la résistance 120, entraînant ainsi l'application d'une tension maximale de la batterie 100 au moteur 110. Le courant plus élevé que lorsque le moteur 110 est démarré, est donc fourni au moteur 110, amenant le moteur 110 à tourner à une vitesse plus élevée. Cependant, la structure de la figure 4 présente les inconvénients suivants.

Les 'contacts principaux du commutateur électromagnétique 150 sont connectés en série avec les contacts de relais du relais de moteur 130. La mise sous tension du relais de moteur 130 en vue de court-circuiter les extrémités de la résistance 120 après le démarrage du moteur 110, donc, le courant circule à travers les contacts du relais tout en contournant la résistance 120, ce qui conduit à une forte chute de la tension à appliquer au moteur 110 du fait que les contacts (c'est-à-dire, des résistances électriques) sont plus importants que ceux que l'on trouve dans des systèmes de démarrage de moteur typiques qui ne sont pas équipés du relais de moteur 130. Ceci affecte de façon négative la capacité de démarrage du moteur. Lorsque la résistance 120 est court-circuitée en vue d'appliquer la tension maximale de la batterie 100 au moteur 110, le courant traverse les contacts de relais du relais de moteur 130, imposant ainsi au relais de moteur 130 d'avoir sensiblement la même capacité que celle des contacts principaux du commutateur électromagnétique 150. Ceci résulte en une augmentation du coût de production total du système de démarrage de moteur.

RESUME C'est donc un objet de la présente invention que de prévoir un appareil de démarrage de moteur qui comporte une résistance destinée à abaisser un courant de démarrage pour un moteur électrique et un relais de moteur destiné à alimenter du courant au moteur sans traverser la résistance après le démarrage du moteur en vue de minimiser une chute de tension provoquée par le relais de moteur afin d'assurer la stabilité de démarrage d'un moteur.

Selon un aspect d'un mode de réalisation, on prévoit un appareil de démarrage de moteur qui peut être employé dans des véhicules automobiles. L'appareil de démarrage de moteur comprend (a) un moteur électrique qui reçoit une alimentation électrique provenant d'une batterie en vue de produire du couple pour le démarrage d'un moteur ; (b) une première voie d'alimentation électrique s'étendant de la batterie jusqu'au moteur électrique (c) une seconde voie d'alimentation électrique s'étendant de la batterie jusqu'au moteur électrique de façon parallèle à la première voie d'alimentation électrique ; (d) un commutateur électromagnétique de démarreur qui possède des contacts principaux disposés dans la première voie d'alimentation électrique, lorsque les contacts principaux sont fermés, du courant électrique étant alimenté à travers la première voie d'alimentation électrique au moteur électrique à une tension maximale de la batterie ; (e) une résistance disposée dans la seconde voie d'alimentation électrique ; (f) un relais de moteur qui possède des contacts de relais disposés en série avec la résistance dans la seconde voie d'alimentation électrique ; et (g) une unité de commande qui commande des opérations du commutateur électromagnétique de démarreur et du relais de moteur lorsqu'il faut démarrer le moteur par l'intermédiaire du moteur électrique. L'unité de commande retarde un instant auquel le commutateur électromagnétique de démarreur doit être excité en vue de fermer les contacts principaux pour alimenter le courant électrique au moteur électrique à la tension maximale jusqu'à l'écoulement d'un décalage temporel donné après excitation du relais de moteur pour fermer les contacts du relais afin d'alimenter du courant électrique au moteur électrique en passant par la résistance. Spécifiquement, la première voie d'alimentation électrique dans laquelle les contacts principaux sont disposés et la seconde voie d'alimentation électrique dans laquelle les contacts du relais sont disposés s'étendent parallèlement l'une à l'autre. La résistance est disposée en série avec le contact du relais dans la seconde voie d'alimentation électrique. Lorsque le relais de moteur est mis sous tension en vue de fermer les contacts du relais, le courant va continuer à circuler de la batterie jusqu'au moteur électrique en passant par la seconde voie d'alimentation électrique jusqu'à fermeture des contacts principaux. Le courant, abaissé par la résistance, est alimenté au moteur électrique, de sorte à faire tourner le moteur à une vitesse plus faible qu'une vitesse nominale. Après écoulement du décalage temporel, l'unité de commande met en marche le commutateur électromagnétique de démarreur en vue de fermer les contacts principaux, la tension maximale sera appliquée au moteur électrique à travers la première voie d'alimentation électrique en contournant la seconde voie d'alimentation électrique, amenant ainsi un courant plus élevé que celui qui circule à travers la seconde voie d'alimentation électrique pour démarrer le moteur électrique à être alimenté au moteur électrique, de sorte à faire tourner le moteur électrique à une vitesse plus élevée (c'est-à-dire, la vitesse nominale). Comme décrit ci-dessus, lorsque les contacts principaux sont fermés par le commutateur électromagnétique de démarreur, cela aura pour effet de faire circuler le courant jusqu'au moteur électrique en passant par la première voie d'alimentation électrique sans passer par la seconde voie d'alimentation électrique. En d'autres termes, lorsqu'il faut appliquer la tension maximale au moteur électrique pour faire tourner ce dernier à la vitesse nominale, le courant ne passe pas par les contacts de relais, n'entraînant ainsi aucune chute de tension, ce qui assure la stabilité de démarrage du moteur. Les contacts du relais du relais de moteur sont connectés en série avec la résistance, amenant ainsi le courant circulant au moteur électrique lorsque les contacts du relais sont fermés à être plus bas que celui qui circule à travers la première voie d'alimentation électrique lorsque la tension maximale de la batterie est appliquée au moteur électrique. En d'autres termes, le courant, abaissé par la résistance, circule pour démarrer le moteur électrique, permettant ainsi au relais de moteur d'avoir une capacité de contacts plus faible que celle de la structure existant dans l'art antérieur, tel que discuté dans la partie introductive de cette demande. Ceci résulte en une diminution du coût de production total de l'appareil de démarrage de moteur. Dans le mode préféré, le relais de moteur est connecté à la seconde voie d'alimentation électrique à travers une première et une seconde bornes externes, où les contacts du relais incluent un premier contact fixe électriquement connecté à la première borne externe, un second contact fixe électriquement connecté à la seconde borne externe, et un contact mobile fonctionnant en vue d'ouvrir et de fermer électriquement les premiers et second contacts. La résistance est disposée à l'intérieur du relais de moteur en connexion électrique entre la première borne externe et le premier contact fixe ou entre la seconde borne externe et le second contact fixe. Spécifiquement, la résistance est installée à l'intérieur d'un coffret du relais de moteur. En d'autres termes, la résistance est dépourvue de tout contact direct avec des objets inflammables qui se trouvent à l'extérieur du coffret, assurant ainsi la stabilité du fonctionnement de la résistance lorsqu'on poursuit l'alimentation de cette dernière pendant une longue durée l'amenant à rentrer en incandescence. En outre, le coffret du relais de moteur évite l'adhérence de l'humidité à la résistance, résultant ainsi en une amélioration de la durabilité de la résistance.

La résistance peut être disposée dans un espace vide à l'intérieur du coffret du relais de moteur, éliminant ainsi le recours à un relais de moteur de grande dimension sans y sacrifier la capacité de montage du relais de moteur dans le véhicule. Le commutateur électromagnétique de démarreur peut être équipé d'une bobine à excitation et d'un piston plongeur. Lorsqu'elle est excitée, la bobine à excitation produit une attraction magnétique qui déplace le piston plongeur dans la bobine à excitation dans une direction axiale de la bobine à excitation pour placer un pignon relié au moteur électrique en prise avec une couronne dentée couplée au moteur et fermer les contacts principaux. Cette structure permet d'utiliser un commutateur électromagnétique de démarreur classique en l'état, procurant ainsi l'appareil de démarrage de moteur sans recours à une grande modification d'un circuit de démarreur du moteur. Le commutateur électromagnétique de démarreur peut inclure un solénoïde de déplacement de pignon et un solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux. Lorsqu'il est excité, le solénoïde de déplacement du pignon produit une attraction magnétique en vue de déplacer un pignon relié au moteur électrique vers une couronne dentée couplée au moteur. Lorsqu'il est excité, le solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux produit une attraction magnétique pour fermer les contacts principaux. L'unité de commande fonctionne en vue de commander des opérations du solénoïde de déplacement de pignon et du solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux l'un indépendamment de l'autre.

Spécifiquement, le mouvement du pignon vers la couronne dentée du moteur et la fermeture des contacts principaux sont réalisés l'un indépendamment de l'autre. En d'autres termes, le solénoïde de déplacement du pignon et le solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux sont commandés dans leur fonctionnement l'un indépendamment de l'autre. Par conséquent, l'appareil de démarrage de moteur peut être utilisé avec un système d'arrêt/de redémarrage automatique de moteur (également appelé système d'arrêt au ralenti) ainsi qu'avec des systèmes de démarrage de moteurs classiques qui démarrent le moteur lorsqu'une clé de démarrage du moteur est actionnée manuellement. Le solénoïde de déplacement du pignon et le solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux peuvent être alignés l'un avec l'autre dans leur direction axiale et disposés à l'intérieur d'un seul coffret. Ceci assure une aussi bonne capacité de montage du commutateur électromagnétique de démarreur qu'un commutateur électromagnétique classique.

En variante, le solénoïde de déplacement du pignon et le solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux peuvent être disposés chacun dans un coffret. Ceci permet, par exemple de ne remplacer que le solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux sans avoir besoin d'ouvrir le coffret du solénoïde de déplacement du pignon, résultant ainsi en une diminution des frais d'entretien de l'appareil de démarrage de moteur. Le solénoïde de déplacement du pignon peut être réalisé en majorité de pièces de commutateurs électromagnétiques classiques, alors que le solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux peut être mis en œuvre par des relais électromagnétiques universels, résultant ainsi en une diminution du coût de production total de l'appareil de démarrage de moteur. L'unité de commande peut être disposée à l'intérieur ou à 30 l'extérieur du commutateur électromagnétique de démarreur. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise d'après la description détaillée qui en est donnée ci-dessous et d'après les dessins joints des modes de réalisation préférés de l'invention, qui ne doivent cependant pas être considérés comme limitant l'invention aux modes de réalisation spécifiques mais ne sont destinés qu'à l'explication et la compréhension.

Dans les dessins : La figure 1 est un schéma de principe qui illustre un système de démarrage de moteur selon le premier mode de réalisation ; La figure 2 est un schéma de principe qui illustre un 15 système de démarrage de moteur selon le deuxième mode de réalisation ; La figure 3 est un schéma de principe qui illustre un système de démarrage de moteur selon le troisième mode de réalisation ; et 20 La figure 4 est un schéma de principe qui illustre un système de démarrage de moteur conventionnel.

DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES

25 En se rapportant aux dessins, dans lesquels des numéros identiques se rapportent à des parties identiques dans plusieurs vues, et plus particulièrement à la figure 1, on y montre un système de démarrage de mode de réalisation qui peut être 30 automobiles. Le système de démarrage de moteur 1 comporte un démarreur moteur 1 selon le premier utilisé dans des véhicules 2, une résistance 7, un relais commande 10. Le démarreur 2 est de moteur 8 et une unité de équipé d'un moteur électrique 3 qui produit et transmet du couple à une couronne dentée 5 à travers un pignon 4 en vue de démarrer un moteur à combustion interne (non montré) monté dans un véhicule automobile. La couronne dentée 5 est couplée de façon mécanique à un arbre de sortie (c'est-à-dire, un vilebrequin) du moteur à combustion interne. La résistance 7 vise à abaisser le courant électrique à fournir d'une batterie 6 au moteur 3 à travers un circuit de moteur électrique (qui sera décrit plus loin de façon détaillée) lorsqu'il faut mettre en marche le moteur 3. Le relais de moteur 8 commute entre des voies électriques en vue d'alimenter le courant au moteur 3 tout en contournant la résistance 7 après mise en marche du moteur 3. L'unité de commande fonctionne en vue de retarder le démarrage d'une opération d'un commutateur électromagnétique 9 (faisant office de commutateur électromagnétique de démarreur) jusqu'à après le début d'une opération du relais de moteur 8. Le moteur 3 est du type collecteur classique qui est équipé d'un champ magnétique (non montré) formé par des aimants permanents ou électroaimants, l'induit 12 avec un collecteur 11, et des balais 13 portés sur la périphérie extérieure du collecteur 11. Le circuit du moteur possède une première voie d'alimentation électrique et une seconde voie d'alimentation électrique à travers lesquelles le courant est alimenté de la batterie 6 au moteur 3. Plus précisément, la première voie d'alimentation électrique vise à alimenter le courant au moteur 3 à la tension maximale de la batterie 6. Dans la seconde voie d'alimentation électrique est installée la résistance 7. La première voie d'alimentation électrique et la seconde voie d'alimentation électrique s'étendent parallèlement l'une à l'autre entre la batterie 6 et le moteur 3. Le pignon 4 est ajusté sur un arbre de sortie 14 relié à un arbre d'induit du moteur 3 avec un embrayage 15. Le pignon 14 peut être déplacé le long d'une longueur de l'arbre de sortie 14. Entre l'arbre d'induit et l'arbre de sortie 14, un réducteur de vitesse tel qu'un réducteur à engrenage planétaire peut être disposé en vue de réduire la vitesse de l'induit 12 afin d'augmenter le couple délivré en sortie par le moteur 3. L'embrayage 15 fonctionne comme embrayage unidirectionnel pour transmettre le couple à l'arbre de sortie 14 du moteur 3 au pignon 4 et bloque la transmission du couple du pignon 4 à l'arbre de sortie 14 lorsque la vitesse du pignon 4 dépasse celle de l'arbre Le commutateur électromagnétique 9 comporte une bobine à excitation 16 et un piston plongeur 17 disposé dans la bobine à excitation 16. Lorsqu'elle est alimentée en courant électrique, la bobine à excitation 16 produit une attraction magnétique en vue de déplacer le piston plongeur 17 dans une direction axiale de la bobine à excitation 16 (c'est-à-dire, une direction latérale, comme le montre le dessin). Le mouvement du piston plongeur 17 va amener les contacts principaux (qui seront décrits plus loin de manière détaillée) disposés dans la première voie d'alimentation électrique à se fermer et le pignon 4 à être poussé vers le moteur en même temps que l'embrayage 15 par l'intermédiaire d'un levier de déplacement 18. La bobine à excitation 16 est composée d'une bobine d'attraction 16a et d'une bobine de maintien 16b. La bobine d'attraction 16a est connectée à l'une de ses extrémités à une borne de commutateur 19 fixée à un couvercle en résine (non montré) du commutateur électromagnétique 9 et à son autre extrémité à une boulon de borne M 21 qui sera décrit plus loin de manière détaillée. La bobine de maintien 16b est connectée à l'une de ses extrémités à la borne de commutateur 10 et à son autre extrémité à la masse par l'intermédiaire d'une culasse du commutateur électromagnétique 9.

Les contacts principaux sont une paire de contacts fixes et d'un contact mobile 22. Les contacts fixes sont connectés à la première voie d'alimentation électrique par l'intermédiaire d'un boulon de borne B 20 et du boulon de borne M 21, respectivement. Le contact mobile 22 sera déplacé par le mouvement du piston plongeur 17 pour ouvrir ou fermer électriquement les contacts fixes. Plus précisément, le contact mobile 22 vient buter contre les contacts fixes, les contacts fixes sont électriquement connectés entre eux, c'est- à-dire, placés dans un état sous tension. Lorsque le contact mobile 22 est écarté des contacts fixes, les contacts fixes sont électriquement déconnectés entre eux, c'est-à-dire, placés dans un état hors tension. Les contacts fixes peuvent être formés solidaires ou séparés de têtes du boulon de borne B 20 et du boulon de borne M 21, respectivement. Les contacts fixes et les boulons de borne B 20 et M 21 sont indiqués par "o" dans la figure 1 dans un souci de concision. Le boulon de borne B 20 et le boulon de borne M 21 voient leurs têtes disposées à l'intérieur du couvercle en résine et des corps cylindriques à filets extérieurs s'étendant à l'extérieur du couvercle en résine à travers des trous. Le boulon de borne B 20 et le boulon de borne M 21 sont fixés au couvercle en résine par l'intermédiaire de rondelles. Le boulon de borne B 20 est connecté électriquement à une borne positive de la batterie 6 par l'intermédiaire d'un câble électrique. Le boulon de borne M 21 est connecté électriquement au balai 13 positif (+) à travers un conducteur du moteur. Dans le cas où le champ du moteur 3 est réalisé en un électroaimant (ou un enroulement de champ), le boulon de borne M 21 peut être connecté à l'électroaimant. Le relais de moteur 8 est équipé d'une bobine de relais 23 et d'un noyau mobile 24. Lorsqu'elle est alimentée en courant électrique, la bobine de relais 23 fonctionne comme un électroaimant. Lorsque la bobine de relais 23 est alimentée ou que son alimentation électrique cesse, le noyau mobile 24 se déplace à l'intérieur de la bobine de relais 23 dans sa direction axiale (c'est-à-dire, une direction verticale, comme le montre le dessin). Le mouvement du noyau mobile 24 va amener les contacts de relais (qui seront décrits de manière détaillée plus loin) à s'ouvrir ou à se fermer. Les contacts de relais sont disposés dans la seconde voie d'alimentation électrique. La bobine de relais 23 est connectée à l'une de ses extrémités à une borne de commutateur 25 fixée à un couvercle en résine (non montré) du relais de moteur 8 et à son autre extrémité à la masse à travers une culasse du relais de moteur 8.

Les contacts de relais incluent des contacts fixes 27 et 29 ainsi qu'un contact mobile 30. Le contact fixe 27 est électriquement connecté à une première borne externe 26. Le contact fixe 29 est électriquement connecté à une seconde borne externe 28. Le contact mobile 30 sera déplacé par le mouvement du noyau mobile 24 pour ouvrir ou fermer électriquement les contacts fixes 27 et 29. Plus précisément, lorsque le contact mobile 30 vient buter contre les contacts fixes 27 et 29, les contacts fixes 27 et 29 sont électriquement connectés entre eux, c'est-à-dire, placés dans un état sous tension. Lorsque le contact mobile 30 est écarté des contacts fixes 27 et 29, les contacts fixes 27 et 29 sont électriquement déconnectés l'un de l'autre, c'est-à-dire, placés dans un état hors tension. Plus précisément, le relais de moteur 8 est d'un type normalement ouvert dans lequel lorsque la bobine de relais 23 n'est plus sous tension, les contacts fixes 27 et 29 sont placés dans l'état hors tension, alors que, lorsque la bobine de relais 23 est sous tension, les contacts fixes 27 et 29 sont placés dans l'état sous tension.

La première borne externe 26 et la seconde borne externe 28 sont mises en oeuvre par les mêmes boulons que le boulon de borne B 20 et que le boulon de borne M 21 du commutateur électromagnétique 9. Plus précisément, la première borne externe 26 et la seconde borne externe 28 ont des corps cylindriques à filets extérieurs s'étendant à l'extérieur du couvercle en résine (non montré) du relais de moteur 8 à travers des trous. La première borne externe 26 et la seconde borne externe 28 sont fixées au couvercle en résine par l'intermédiaire de rondelles. La première borne externe 26 est électriquement connectée à la borne positive de la batterie 6 par l'intermédiaire d'un câble électrique. La seconde borne externe 28 est électriquement connectée au boulon de borne M 21 du commutateur électromagnétique 9 par l'intermédiaire d'un câble électrique. La résistance 7 est disposée à l'intérieur d'un coffret (par exemple, le couvercle en résine) du relais de moteur 8 connectée, comme le montre la figure 1, entre la première borne externe 26 et le contact fixe 27.

Lorsqu'un commutateur de démarrage 31 est mis en marche pour démarrer le moteur, l'unité de commande est mise en marche grâce à l'alimentation électrique provenant de la batterie 6 et alimente un courant d'excitation à la fois à la bobine de relais 23 à travers le conducteur électrique 32 connecté à la borne de commutateur 25 du relais de moteur et à la bobine à excitation 16 à travers le conducteur électrique 33 connecté à la borne de commutateur 19 du commutateur électromagnétique 9. L'unité de commande 10 détermine un temps de marche lorsque la bobine à excitation 16 doit être excitée sur la base d'un temps de marche lorsque la bobine de relais 23 doit être excitée de sorte que les contacts de relais soient mis sous tension avant la mise sous tension des contacts principaux. Plus précisément, l'unité de commande est 10 équipée d'une minuterie qui retarde le démarrage du fonctionnement du commutateur électromagnétique 9 jusqu'après le démarrage du fonctionnement du relais de moteur 8 de manière à développer un décalage temporel entre les excitations de la bobine de relais 23 et de la bobine à excitation 16. Ceci assure la durée de circulation de courant à travers la résistance 7, en d'autres termes, le courant circule vers le moteur 3 à travers la seconde voie d'alimentation électrique lorsque le moteur 3 est mis en marche pour être commandé. Le fonctionnement du système de démarrage de moteur 1 sera à présent décrit de manière détaillée.

Lorsqu'on veut démarrer le moteur à combustion, c'est-à- dire, que le commutateur de démarrage 31 est mis en marche, le courant d'excitation est alimenté à la bobine de relais 23 du relais de moteur 8 à travers l'unité de commande 10, de sorte que les contacts de relais soient fermés. Ceci amène le courant à circuler de la batterie 6 au moteur 3 en passant par la résistance 7. Le courant alimenté au moteur 3 est donc abaissé par la résistance 7, de sorte que le moteur 3 tourne à une vitesse inférieure à une vitesse nominale. Après l'écoulement du décalage temporel, comme réglé par l'unité de commande 10, l'unité de commande 10 excite la bobine à excitation 16 du commutateur électromagnétique 9 en vue de fermer les contacts principaux, de sorte à créer la première voie d'alimentation électrique qui contourne la résistance 7. La tension maximale de la batterie 6 est ainsi appliquée au moteur 3 à travers la première voie d'alimentation électrique. Ceci amène le courant plus élevé à celui lorsque le moteur 3 est démarré à être fourni au moteur 3, de sorte que le moteur 3 tourne à une vitesse plus élevée (c'est-à-dire, la vitesse nominale).

Le commutateur électromagnétique 9 est conçu de sorte que les contacts principaux soient fermés légèrement après le déplacement du pignon 4 son engrènement avec la couronne dentée 5. Le pignon 4 est ainsi engagé avec la couronne dentée 5 alors que le moteur 3 tourne à la vitesse basse. Le fonctionnement ci-dessus minimise le courant d'appel qui va apparaître lorsque le moteur 3 est démarré, évitant ainsi une chute instantanée de tension au niveau de la borne de la batterie 6 qui peut résulter en un arrêt d'autres dispositifs électriques tels que des indicateurs ou lecteurs audio installés dans le véhicule qui doivent être alimentés par la batterie 6. Le pignon 4 est, comme décrit ci-dessus, placé, par l'unité de commande 10, en prise avec la couronne dentée 5 alors que le moteur 3 est en train de tourner à basse vitesse, résultant ainsi en une diminution de la grandeur de l'impact mécanique survenant à l'engagement du pignon 4 et de la couronne dentée 5. Ceci résulte en une diminution de l'usure du pignon 4 et de la couronne dentée 5. Le système de démarrage de moteur 1 de ce mode de 20 réalisation offre les avantages suivants. La première voie d'alimentation électrique du système de démarrage de moteur 1 est équipée des contacts principaux et la seconde voie d'alimentation électrique est équipée des contacts de relais. La première voie d'alimentation électrique 25 et la seconde voie d'alimentation électrique sont parallèles entre elles. La résistance 7 dans la seconde voie d'alimentation électrique est disposée en série avec les contacts de relais. Lorsque les contacts principaux sont fermés pendant une durée donnée après fermeture des contacts 30 de relais, le courant ne circule plus à travers la seconde voie d'alimentation électrique, mais il circule à travers la première voie d'alimentation électrique jusqu'au moteur 3. La tension maximale de la batterie 6 est ainsi appliquée au moteur 3. En d'autres termes, le courant ne circule pas à travers les contacts de relais pour faire tourner le moteur 3 à la tension maximale, résultant ainsi en l'absence de chute de tension au niveau des contacts de relais du relais de moteur 8 lorsque le fonctionnement du moteur 3 est commuté du mode basse vitesse au mode vitesse élevée. Ceci assure la stabilité du démarrage du moteur. Les contacts de relais du relais de moteur 8 sont connectés en série avec la résistance 7, amenant ainsi le courant à circuler au moteur 3 lorsque les contacts de relais sont fermés à être inférieur à celui circulant à travers la première voie d'alimentation électrique pour appliquer la tension maximale de la batterie 6 au moteur 3. En d'autres termes, le courant, abaissé par la résistance 7, circule à travers la seconde voie d'alimentation électrique, permettant ainsi l'utilisation du relais de moteur 8, qui a une capacité de contacts plus faible, ce qui résulte en une diminution du coût de production total du système de démarrage de moteur 1. La résistance 7 est installée à l'intérieur du coffret du relais de moteur 8. En d'autres termes, la résistance 7, est dépourvue de tout contact direct avec des objets inflammables se trouvant à l'extérieur du coffret, assurant ainsi la stabilité du fonctionnement de la résistance 7 lorsqu'on poursuit l'alimentation de la résistance 7 pendant une longue durée l'amenant à incandescence.

En outre, le coffret du relais de moteur 8 évite l'adhérence de l'humidité de la résistance 7, résultant ainsi en une amélioration de la durée de vie de la résistance 7. La résistance 7 peut être disposée dans un espace vide à l'intérieur du coffret (c'est-à-dire, le couvercle en résine) du relais de moteur 8, éliminant ainsi le recours à un relais de moteur 8 de grande dimension sans y sacrifier l'aptitude de montage du relais de moteur 8 dans le véhicule 8. La structure décrite ci-dessus du système de démarrage du moteur 1 permet d'utiliser des commutateurs électromagnétiques classiques, tels que ceux divulgués dans la Publication de Brevet Japonais, comme discuté dans la partie introductive de cette demande, tels quels, fournissant ainsi un système de démarrage de moteur 1 sans avoir recours à une grande modification d'un circuit de démarreur de moteur. La figure 2 illustre le système de démarrage de moteur 1 selon le deuxième mode de réalisation. Les mêmes numéros de référence, que ceux employés dans le premier mode de réalisation, se rapportent aux mêmes parties et leur explication détaillée ne sera pas abordée ici. L'unité de commande 10 est construite dans le commutateur électromagnétique 9. Plus précisément, l'unité de commande 10 est disposée dans une chambre intérieure du coffret du commutateur électromagnétique 9. Le coffret peut être réalisé en résine. L'unité de commande 10 est reliée électriquement à la fois à une jonction de la bobine d'attraction 16a et de la bobine de maintien 16b et à la borne de commutateur 19. L'unité de commande 10 est également reliée à la batterie 6 par l'intermédiaire d'une ligne d'alimentation 35 dans laquelle un relais externe 34 est disposé. Lorsque le commutateur de démarrage 31 est mis sous tension, une bobine du relais externe 34 est excitée par l'alimentation provenant de la batterie 6, de sorte que ses contacts se ferment. Le relais externe 34 et la borne de commutateur 25 du relais de moteur 8 sont connectés par l'intermédiaire d'un conducteur électrique 36. Plus précisément, le conducteur électrique 36 s'étend d'une partie de la ligne d'alimentation 35 (c'est-à-dire, côté potentiel -) qui est à l'écart de la batterie 6 à travers le relais externe 34 jusqu'à la bobine de relais 23 afin d'exciter la bobine de relais 23. Le fonctionnement du système de démarrage de moteur 1 du deuxième mode de réalisation sera à présent décrit.

Lorsqu'on a besoin de démarrer le moteur, et que le commutateur de démarrage 31 est sous tension, le relais externe 34 est fermé en vue de fournir une alimentation électrique de la batterie 6 jusqu'à la bobine de relais 23 du relais de moteur 8. Le relais de moteur 8 est ensuite fermé, de sorte que l'alimentation arrive de la batterie 6 au moteur électrique 3 en passant par la résistance 7. Le courant, abaissé par la résistance 7, circule jusqu'au moteur électrique 3, amenant ainsi le moteur électrique 3 à tourner à une vitesse inférieure à la vitesse nominale. Après l'écoulement du décalage temporel, tel que fixé par l'unité de commande 10, la bobine à excitation 16 du commutateur électromagnétique 9 est excitée en vue de fermer les contacts principaux, de sorte à créer la première voie d'alimentation électrique pour contourner la résistance 7. La tension maximale de la batterie 6 est par conséquent appliquée au moteur électrique 3 à travers la première voie d'alimentation électrique. Le courant, plus élevé que lorsque le moteur 3 est démarré, est par conséquent fourni au moteur électrique 3, de sorte que le moteur électrique 3 tourne à une vitesse plus élevée (c'est-à-dire, la vitesse nominale). Le fonctionnement ci-dessus, comme dans le premier mode de réalisation, minimise le courant d'appel qui va habituellement apparaître lorsque le moteur 3 est démarré, éliminant ainsi une forte chute instantanée de la tension aux bornes de la batterie 6 qui peut entraîner un arrêt d'autres dispositifs électriques installés dans le véhicule qui sont alimentés par la batterie 6. Le pignon 4 est engagé, par l'unité de commande 10, avec la couronne dentée 5 alors que le moteur 3 est en train de tourner à faible vitesse, résultant ainsi en une diminution de la grandeur de l'impact mécanique survenant à l'engagement du pignon 4 avec la couronne dentée 5. Ceci résulte en une diminution de l'usure du pignon 4 et de la couronne dentée 5.

Le commutateur électromagnétique 9 a l'unité de commande 10 disposée dedans, éliminant ainsi le recours à un coffret séparé pour l'unité de commande 10 et entraînant une diminution du coût de production total du système de démarrage de moteur 1. La connexion électrique entre l'unité de commande 10 et la bobine à excitation 16 est réalisée à l'intérieur du coffret. Le coffret assure l'étanchéité aux liquides pour le commutateur électromagnétique 9. Ceci améliore la fiabilité et la durabilité de l'unité de commande 10 en cours de fonctionnement. La figure 3 illustre le système de démarrage de moteur selon le troisième mode de réalisation. Les mêmes références numériques que celles employées dans le premier mode de réalisation se rapportent aux mêmes parties, et leur explication détaillée ne sera pas abordée ici. Le commutateur électromagnétique 9 est composé de deux solénoïdes discrets, comme on peut le voir dans le dessin. Plus précisément, le commutateur électromagnétique 9 comporte un solénoïde de déplacement du pignon 37 et un solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux 38. Le solénoïde de déplacement du pignon 37 fonctionne pour déplacer le pignon 4 du démarreur 2 vers la couronne dentée 5. Le solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux 38 fonctionne pour ouvrir ou fermer les contacts principaux.

Les fonctionnements du solénoïde de déplacement du pignon 37 et du solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux 38 sont commandés par l'unité de commande 10, l'un indépendamment de l'autre. Le solénoïde de déplacement du pignon 37 et le solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux 38 sont alignés entre eux dans leur direction axiale et disposés à l'intérieur du coffret du commutateur électromagnétique. Le solénoïde de déplacement du pignon 37 est équipé d'une première bobine 40 et d'un piston plongeur 41. La première bobine 40 est connectée électriquement à l'unité de commande 10 par l'intermédiaire d'une première borne de commutateur 39. Lorsque la première bobine 40 est excitée, elle produit une attraction magnétique pour déplacer le piston plongeur 41 dans une direction axiale de ce dernier dans la première bobine 40. Le mouvement du piston plongeur 41 amène le pignon 4 à avancer jusqu'au moteur à combustion interne (c'est-à-dire, la couronne dentée 5) en même temps que l'embrayage 15. Le solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux 38 est équipé avec une seconde bobine 43 et un noyau mobile 44. La seconde bobine 43 est connectée électriquement à l'unité de commande 10 par l'intermédiaire d'une seconde borne de commutateur 42. Lorsque la seconde bobine 43 est excitée, elle produit une attraction magnétique en vue de déplacer le noyau mobile 44 dans sa direction axiale dans la seconde bobine 43 afin de fermer les contacts principaux. Lorsque le commutateur de démarrage commutateur de démarrage 31 est mis en marche, l'unité de commande 10 est, comma dans le premier mode de réalisation, activée par l'alimentation fournie de la batterie 6 et fourni ensuite le courant en vue d'exciter la bobine de relais 23 du relais de moteur 8. L'unité de commande 10 procure également le courant à la fois à la première bobine 40 du solénoïde de déplacement du pignon 37 et à la seconde bobine 43 du solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux 38. L'unité de commande 10 créée le décalage temporel entre l'excitation de la bobine de relais 23 et celle de al seconde bobine 43. En d'autres termes, l'unité de commande 10 ferme les contacts du relais et ferme ensuite les contacts principaux, c'est-à-dire, qu'elle retarde l'instant auquel la seconde bobine 43 doit être excitée par rapport à l'instant auquel la bobine de relais 23 doit être excitée.

L'unité de commande 10 peut également retarder l'instant auquel la seconde bobine 43 doit être excitée jusqu'après l'instant auquel la première bobine 40 doit être excitée pour que les contacts principaux soient fermés après déplacement du pignon 4 et qu'il s'engrène avec la couronne dentée 5. Plus précisément, l'unité de commande 10 peut exciter la première bobine 40 de manière synchronisée avec l'excitation de la bobine de relais 23 et retarder l'excitation de la seconde bobine 43 jusqu'après l'excitation de la première bobine 40.

Ceci amène le pignon 4 à se déplacer et à heurter la couronne dentée 5 alors que le moteur 3 tourne à faible vitesse, en d'autres termes, avant que les contacts principaux ne soient fermés, assurant donc la stabilité en matière d'engagement du pignon 4 avec la couronne dentée 5 pendant une rotation à faible vitesse du moteur 3. Ceci résulte en une diminution de la grandeur d'impact mécanique résultant de l'engagement du pignon 4 avec la couronne dentée 5 ainsi qu'en une diminution de l'usure du pignon 4 et de la couronne dentée 5. Le système de démarrage de moteur 1 de ce mode de réalisation est, comme décrit ci-dessus, conçu pour commander les opérations du solénoïde de déplacement du pignon 37 et du solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux 38 l'un indépendamment de l'autre et peut donc, à l'inverse, commencer à déplacer le pignon 4 après fermeture des contacts principaux, c'est-à-dire, retarder l'excitation de la première bobine 40 jusqu'après l'excitation de la seconde bobine 43. Cette opération est utile dans un système d'arrêt/de redémarrage automatique d'un moteur (également appelé système d'arrêt au ralenti) pour des véhicules automobiles. Plus précisément, lorsqu'une demande de redémarrage de moteur est faite avant arrêt complet du moteur à combustion, l'unité de commande 10 ferme les contacts principaux pour faire tourner le moteur 3 à une vitesse plus élevée et place ensuite le pignon 4 en engagement avec la couronne dentée 5, redémarrant ainsi rapidement le moteur à combustion sans attendre un arrêt complet du moteur de ce dernier. Bien que la présente invention ait été divulguée au titre des modes de réalisation préférés en vue d'en faciliter la compréhension, on comprendra que l'invention peut être réalisée de diverses façons sans s'écarter du principe de l'invention. Par conséquent, on doit comprendre que l'invention inclut tous les modes de réalisation et modifications possibles aux modes de réalisation montrés qui peuvent être réalisés sans s'écarter du principe de l'invention tel que définie dans les revendications jointes. La résistance 7 est disposée à l'intérieur du coffret du relais de moteur 8 en liaison électrique avec la première borne externe 26 et le contact fixe 27, mais peut être connectée entre la seconde borne externe 28 et le contact fixe 29. La résistance 7 peut également être disposée à l'extérieur du coffret du relais de moteur 8. En variante, le solénoïde de déplacement du pignon 37 et le solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux 38 dans le troisième mode de réalisation peuvent être disposés dans des coffrets séparés, respectivement. Ceci permet par exemple de ne remplacer que le solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux 38 sans ouvrir le coffret pour le solénoïde de déplacement du pignon 37, résultant ainsi en une diminution des frais d'entretien du système de démarrage de moteur 1. Le solénoïde de déplacement du pignon 37 peut être réalisé de la majeure partie de pièces de commutateurs électromagnétiques classiques, alors que le solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux 38 peut être mis en oeuvre par des relais électromagnétiques universels, résultant ainsi en une diminution du coût de production total du système de démarrage de moteur 1.

Claims (8)

1. REVENDICATIONS1. Appareil de démarrage de moteur comprenant : un moteur électrique qui reçoit une alimentation électrique provenant d'une batterie en vue de produire du 5 couple pour le démarrage d'un moteur ; une première voie d'alimentation électrique s'étendant de la batterie jusqu'au moteur électrique ; une seconde voie d'alimentation électrique s'étendant de la batterie jusqu'au moteur électrique de façon parallèle à la 10 première voie d'alimentation électrique ; un commutateur électromagnétique de démarreur qui possède des contacts principaux disposés dans la première voie d'alimentation électrique, lorsque les contacts principaux sont fermés, du courant électrique étant alimenté à travers la 15 première voie d'alimentation électrique au moteur électrique à une tension maximale de la batterie ; une résistance disposée dans la seconde voie d'alimentation électrique ; un relais de moteur qui possède des contacts de relais 20 disposés en série avec la résistance dans la seconde voie d'alimentation électrique ; et une unité de commande qui commande des opérations du commutateur électromagnétique de démarreur et du relais de moteur lorsqu'il faut démarrer le moteur par l'intermédiaire 25 du moteur électrique, l'unité de commande retardant un instant auquel le commutateur électromagnétique de démarreur doit être excité en vue de fermer les contacts principaux pour alimenter le courant électrique au moteur électrique à la tension maximale jusqu'à l'écoulement d'un décalage temporel donné 30 après excitation du relais de moteur pour fermer les contacts du relais afin d'alimenter du courant électrique au moteur électrique en passant par la résistance.
2. 2. Appareil de démarrage de moteur selon la revendication 1, dans lequel le relais de moteur est connecté à la secondevoie d'alimentation électrique à travers une première et une seconde bornes externes, où_ les contacts du relais incluent un premier contact fixe électriquement connecté à la première borne externe, un second contact fixe électriquement connecté à la seconde borne externe, et un contact mobile fonctionnant en vue d'ouvrir et de fermer électriquement les premiers et second contacts fixes, et dans lequel la résistance est disposée à l'intérieur du relais de moteur en connexion électrique entre la première borne externe et le premier contact fixe ou entre la seconde borne externe et le second contact fixe.
3. 3. Appareil de démarrage de moteur selon la revendication 1, dans lequel le commutateur électromagnétique de démarreur est équipé d'une bobine à excitation et d'un piston plongeur, lorsqu'elle est excitée, la bobine à excitation produit une attraction magnétique qui déplace le piston plongeur dans la bobine à excitation dans une direction axiale de la bobine à excitation afin de placer un pignon relié au moteur électrique en prise avec une couronne dentée couplée au moteur et fermer les contacts principaux.
4. 4. Appareil de démarrage de moteur selon la revendication 1, dans lequel le commutateur électromagnétique de démarreur comporte un solénoïde de déplacement de pignon et un solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux, lorsqu'il est excité, le solénoïde de déplacement du pignon produit une attraction magnétique en vue de déplacer un pignon relié au moteur électrique vers une couronne dentée couplée au moteur, lorsqu'il est excité, le solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux produit une attraction magnétique en vue de fermer les contacts principaux, et dans lequel, l'unité de commande fonctionne en vue de commander des opérations du solénoïde de déplacement du pignon et du solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux l'un indépendamment de l'autre.
5. 5. Appareil de démarrage de moteur selon la revendication 4, dans lequel le solénoïde de déplacement du pignon et le solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux sont alignés l'un avec l'autre dans leur direction axiale et disposés à l'intérieur d'un coffret.
6. 6. Appareil de démarrage de moteur selon la revendication 4, dans lequel le solénoïde de déplacement du pignon et le solénoïde d'ouverture/de fermeture des contacts principaux sont disposés chacun dans un coffret.
7. 7. Appareil de démarrage de moteur selon la revendication 1, dans lequel l'unité de commande est disposée à l'extérieur du commutateur électromagnétique de démarreur.
8. 8. Appareil de démarrage de moteur selon la revendication 1, dans lequel l'unité de commande est disposée à l'intérieur 15 du commutateur électromagnétique de démarreur.