FR3070444A1 - Procede de demarrage d'un moteur thermique a deux possibilites d’activation - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de démarrage d'un moteur thermique d'un véhicule équipé d'un système d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur, le démarrage se faisant avec un moteur thermique soit à l'arrêt ou soit encore tournant, un démarreur (1), par activation d'une alimentation d'un moteur électrique (2), effectuant la mise en rotation et l'engagement d'un élément (3) du démarreur (1) avec un élément associé au moteur thermique. L'activation se fait lors d'un déplacement d'un plongeur (4) sous l'action d'un mono-solénoïde (5) sélectivement dans une de deux positions d'une activation du moteur électrique (2), avec une première activation correspondant à un moteur thermique à l'arrêt pour laquelle la mise en rotation de l'élément (3) se fait après son engagement et une deuxième activation correspondant à un moteur thermique encore tournant pour laquelle la mise en rotation de l'élément (3) se fait avant son engagement.

Description

PROCEDE DE DEMARRAGE D'UN MOTEUR THERMIQUE A DEUX POSSIBILITES D’ACTIVATION [0001] L’invention porte sur un procédé de démarrage d'un moteur thermique d'un véhicule automobile combinant, d’une part, la possibilité de démarrage avec mise en rotation d’un élément du démarreur avant son engagement avec un élément du moteur thermique et, d’autre part, la possibilité de démarrage avec mise en rotation de l’élément lors de l’engagement, comme le fait un démarreur classique de moteur thermique.

[0002] L’invention trouve une application particulièrement avantageuse pour un moteur thermique de véhicule automobile, le véhicule automobile étant équipé d’un système d’arrêt et de redémarrage automatiques du moteur thermique, pour lequel, juste avant un redémarrage, le moteur thermique peut encore être tournant.

[0003] Un système d'arrêt et de redémarrage automatiques d'un moteur thermique de véhicule automobile, aussi dénommé sous l’appellation anglo-saxonne de « STOP and START System» ou sous l’abréviation STT, consiste, sous conditions définies en fonction de la chaîne de traction, à provoquer automatiquement l'arrêt complet du moteur thermique, puis à redémarrer automatiquement le moteur thermique quand une action du conducteur interprétée comme une demande de redémarrage du véhicule est détectée.

[0004] Un tel système d’arrêt et de redémarrage automatiques peut comprendre un dispositif électronique, avantageusement logé sous une aile avant du véhicule automobile. Le dispositif électronique comprend une unité capacitaire et un dispositif de maintien de tension et de commutation, ce dispositif électronique étant associé à un démarreur effectuant, si besoin est, le redémarrage du moteur thermique.

[0005] Un tel démarreur présente un moteur électrique pour mettre en rotation le moteur thermique et des moyens d’engagement avec le moteur thermique. En général, les moyens d’engagement sont sous la forme d’un pignon lanceur porté par le démarreur engrenant dans une couronne dentée portée par le moteur thermique en étant solidaire d’un volant moteur.

[0006] Il existe plusieurs types de démarreur. Pour un premier type de démarreur, une seule commande suffit pour engager le pignon dans la couronne et mettre en marche le moteur électrique du démarreur. Lorsque cette commande est activée, une bobine est excitée, ce qui va faire translater le pignon sur la couronne. La commande activée ferme un circuit d'alimentation du moteur électrique et le moteur électrique du démarreur va entraîner le moteur thermique.

[0007] La figure 1 montre un démarreur de l’état de la technique selon ce premier type. Le démarreur 1 comprend un plongeur 4 avec un noyau solénoïde 5, l’ensemble formant un noyau plongeur 4 et un premier contacteur 7 activé par le plongeur 4 dont la fermeture permet une alimentation d’un moteur électrique 2 du démarreur 1 raccordé électriquement avec une batterie du véhicule automobile.

[0008] Le démarreur 1 comprend un pignon 3 mis en rotation par le moteur électrique 2, une fourchette 10 plaçant le pignon 3 dans une position d’engagement avec une couronne associée au moteur thermique, la couronne n’étant pas montrée à la figure 1. Le noyau solénoïde 5 déplace le plongeur 4 entre une position de repos pour le solénoïde non alimenté électriquement et une première position d’activation avec une extrémité libre du plongeur 4 formant tête 4a du plongeur 4 en position de fermeture du premier contacteur 7.

[0009] Pour un deuxième type de démarreur, particulièrement bien approprié pour un système d'arrêt et de redémarrage automatiques, il peut être intéressant d'utiliser un démarreur à engagement piloté qui consiste à pré-engager le pignon du démarreur dans la couronne de façon à minimiser le temps mis pour redémarrer le moteur thermique.

[0010] Comparé à un démarreur classique, un démarreur à engagement piloté utilise généralement une bobine supplémentaire qui contrôle l'alimentation en puissance du moteur électrique. Le démarreur est alors activé par deux commandes successives : une commande d'engagement du pignon du démarreur dans la couronne suivie d'une commande moteur autorisant l'alimentation du moteur électrique du démarreur. Ainsi en fonction de la phase de redémarrage, le démarreur est mis en rotation puis engagé lors de la synchronisation des régimes. Ce type de redémarrage suit un mode appelé mode balistique.

[0011] Un tel démarreur à engagement piloté peut être aussi un démarreur double solénoïde. Ce type de démarreur permet d’engager le pignon pour lancer le moteur dans un deuxième temps et de mettre en en pré-rotation le pignon pour le synchroniser à la couronne avant de l’engager. Un exemple d’un démarreur double solénoïde est donné dans le document FR-A-2 971 554.

[0012] Un mode balistique est particulièrement approprié quand le conducteur change d’avis et, par exemple, redémarre juste après avoir arrêté le moteur thermique, le moteur thermique tournant encore alors. Le démarreur est lancé en mode balistique puis arrêté pour synchroniser le pignon du démarreur avec la couronne du moteur thermique.

[0013] Une synchronisation est indispensable pour assurer un engagement rapide, en douceur, du pignon lanceur dans la couronne dentée et obtenir ainsi des prestations acoustiques et vibratoires satisfaisantes. Aujourd’hui cette synchronisation est réalisée avec un démarreur double solénoïde comportant une double commande, avec donc l’engagement piloté de façon indépendante de la rotation, de manière à mettre en rotation le moteur avant d’engager le pignon dans la couronne.

[0014] La synchronisation des régimes se fait sans capteur de vitesse, mais par estimation de la vitesse du démarreur en chute libre grâce à la mesure de la tension induite dans le démarreur. La méthode balistique ne permet cependant pas de s’adapter aux changements de comportement du démarreur, en cas de vieillissement par exemple.

[0015] Le démarreur double solénoïde nécessite une double commande, donc une architecture électrique plus onéreuse avec un système de commutation. Son intérêt réside dans la possibilité de piloter le régime du démarreur de manière indépendante de l’engagement. Ceci rend le contrôle commande assez complexe, car la vitesse du pignon doit être ajustée à la vitesse de la couronne. Ceci implique de connaître et/ou d’estimer les deux régimes de rotation.

[0016] Par conséquent, le problème à la base de l’invention est, pour un démarreur de véhicule automobile fonctionnant avec la mise en rotation d’un pignon du démarreur par un moteur électrique et son engagement avec une couronne solidaire du moteur thermique, d’obtenir une rotation du pignon du démarreur avant son engagement sans présenter les désagréments et la complexité de la double commande obtenue avec un double solénoïde.

[0017] Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l’invention un procédé de démarrage d'un moteur thermique d'un véhicule équipé d'un système d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur, le démarrage se faisant avec un moteur thermique soit à l’arrêt ou soit encore tournant, un démarreur, par activation d’une alimentation d’un moteur électrique, effectuant la mise en rotation et l’engagement d’un élément du démarreur avec un élément associé au moteur thermique, caractérisé en ce que l’activation se fait lors d’un déplacement d’un plongeur sous l’action d’un mono-solénoïde sélectivement dans une de deux positions d’une activation du moteur électrique, avec une première activation correspondant à un moteur thermique à l’arrêt pour laquelle la mise en rotation de l’élément se fait après son engagement et une deuxième activation correspondant à un moteur thermique encore tournant pour laquelle la mise en rotation de l’élément se fait avant son engagement.

[0018] L’effet technique est d’ajouter à la fonction d’activation d’un démarreur classique, pour lequel la mise en rotation de l’élément associé au démarreur se fait simultanément par engagement avec l’élément solidaire du moteur thermique, une fonction d’activation avec une mise en rotation de l’élément associé avant l’engagement avec l’élément solidaire du moteur thermique. Les deux activations se font sélectivement selon qu’une détection d’un moteur thermique à l’arrêt ou tournant est faite.

[0019] Un démarreur mono-solénoïde est équipé d’un contacteur intermédiaire et mobile permettant, pendant la course du plongeur de mettre en rotation le moteur avant que l’engagement ne soit complet, ce qui correspond à la deuxième activation. Cette rotation se fait à un régime fixe et peut être désactivée avec un interrupteur. Le plongeur agit aussi sur une fourchette pour l’engagement de l’élément associé au démarreur avec l’élément solidarisé au moteur thermique mais cet engagement se fait dans une course du plongeur en aval de la position de deuxième activation.

[0020] L’objectif est d’obtenir une pré-rotation de l’élément associé au démarreur sans la complexité de la double commande, de manière à synchroniser l’élément associé au démarreur à l’élément solidarisé au moteur thermique.

[0021] Avantageusement, préalablement à un démarrage, une sélection d’une des deux activations est faite en fonction d’une détection d’un seuil de régime de moteur thermique, la première activation avec mise en rotation de l’élément du démarreur après son engagement se faisant pour un régime du moteur thermique en dessous du seuil et la deuxième activation avec mise en rotation de l’élément du démarreur avant son engagement se faisant pour un régime du moteur thermique au-dessus du seuil.

[0022] La sélection selon le régime moteur du moteur thermique permet de reconnaître si le moteur thermique est à l’arrêt ou pratiquement à l’arrêt auquel cas la première activation avec engagement va être sélectionnée ou si le moteur thermique est encore tournant auquel cas la deuxième activation avec mise en rotation préalable va être sélectionnée.

[0023] Avantageusement, le déplacement du plongeur présente une course rectiligne, une extrémité du plongeur pointant vers la première position d’activation rentrant en butée avec successivement un deuxième et un premier contacteur associés respectivement aux deuxième et première activations pour une mise en activation lors du passage de l’extrémité respectivement dans la première et la deuxième position d’activation, l’extrémité du plongeur passant tout d’abord par la deuxième position d’activation puis par la première position d’activation étant une position de fin de course du plongeur, avec, quand la deuxième activation avec mise en rotation de l’élément du démarreur avant son engagement se fait au-dessus du seuil de régime du moteur thermique, une vitesse de déplacement du plongeur, une localisation de la deuxième position d’activation sur la course, une forme des premier et deuxième contacteurs et une longueur de course étant prédéterminées afin que la deuxième activation commence et dure pour garantir une vitesse de rotation du moteur électrique dans une plage entre 300 et 200 tours par minute du régime du moteur thermique alors en vigueur.

[0024] Selon ce mode de réalisation de l’invention, le plongeur passe tout d’abord par la deuxième position d’activation. Cette deuxième activation peut être inhibée ou non en considérant le régime du moteur thermique alors en vigueur et se fait par butée contre un deuxième contacteur qui va suivre le plongeur dans sa progression vers la première position d’activation et le premier contacteur dans tous les cas de figure. La localisation initiale de la deuxième activation, c’est-à-dire principalement son éloignement de la première position d’activation, correspond à un instant d’engagement souhaité de l’élément associé au démarreur avec l’élément solidarisé au moteur thermique.

[0025] Dans la première position d’activation, soit la mise en rotation de l’élément du démarreur a débuté au passage de la deuxième position ou soit cette mise en rotation est alors effectuée, ceci dans le cas d’une deuxième activation préalable inhibée. Dans tous les cas, il est procédé à l’engagement de l’élément du démarreur avec l’élément du moteur thermique dans la première position d’activation.

[0026] Avantageusement, quand le régime du moteur thermique est en dessous du seuil, il est effectué une inhibition de la deuxième activation lors du passage de l’extrémité du plongeur dans la deuxième position et, quand le régime du moteur thermique est audessus du seuil, la deuxième activation est lancée puis interrompue temporairement afin que l’élément descende de régime de rotation avant son engagement, la deuxième activation étant ensuite reprise après l’engagement de l’élément.

[0027] Il a été déjà expliqué que, quand le moteur est à l’arrêt, la première activation est la seule appropriée et mise en oeuvre, ce qui correspond à un fonctionnement du démarreur selon l’état de la technique. Cependant, lors de la deuxième activation avec mise en rotation sans engagement, il est avantageux d’interrompre cette deuxième activation sur une durée courte pour avoir régime de rotation descendant de l’élément qui va correspondre sensiblement au régime descendant du moteur thermique, celui-ci ayant été arrêté mais tournant encore par inertie tout en présentant un régime moteur décroissant.

[0028] Avantageusement, le deuxième contacteur, après une deuxième activation ayant été effective pour un régime du moteur thermique au-dessus du seuil ou ayant été inhibée pour un régime du moteur thermique en dessous du seuil, suit le déplacement du plongeur après passage de l’extrémité du plongeur par la deuxième position d’activation jusqu’à entrer en contact avec le premier contacteur, une isolation électrique étant prévue entre le deuxième contacteur et le premier contacteur.

[0029] L’isolation électrique sert à rendre indépendantes les première et deuxième activations l’une par rapport à l’autre et qui sont sélectivement mises en oeuvre.

[0030] L’invention concerne un démarreur d'un moteur thermique pour la mise en oeuvre d’un tel procédé de démarrage, comprenant un premier contacteur, un moteur électrique, un actionneur, un pignon mis en rotation et destiné à être engagé avec une couronne associée au moteur thermique sous l’action du moteur électrique activé lors d’une fermeture du premier contacteur, l’actionneur comprenant un solénoïde déplaçant un plongeur entre une position de repos pour le solénoïde non alimenté électriquement et une première position d’activation avec une extrémité libre du plongeur formant tête du plongeur en position de fermeture du premier contacteur, caractérisé en ce que le solénoïde est un mono-solénoïde et le démarreur comporte un deuxième contacteur mis en position de fermeture par contact avec la tête du plongeur pour une deuxième position d’activation, le deuxième contacteur étant intercalé entre le plongeur et le premier contacteur et mobile en déplacement avec le plongeur après contact avec la tête du plongeur, le moteur électrique étant alimenté lors de la fermeture du deuxième contacteur, une durée de fermeture du deuxième contacteur étant prédéterminée pour donner une vitesse de rotation au pignon adaptée à un régime du moteur thermique donné, la fermeture du deuxième contacteur étant effective avant mise en position d’engagement du pignon.

[0031] Dans la cadre de la présente invention, un deuxième contacteur supplémentaire est prévu sur la course du plongeur pour alimenter et mettre en rotation le moteur électrique du démarreur avant l’engagement complet du pignon avec une couronne solidarisée avec le moteur thermique, engagement qui est effectué en fin de course du plongeur par une fourchette. La fermeture du deuxième contacteur est effectuée par le plongeur, donc comme pour le premier contacteur, mais elle se produit avant, c’est-à-dire plus tôt lors du déplacement du plongeur, le deuxième contacteur mobile se trouvant initialement dans une position de départ en amont du premier contacteur puis étant poussé par le plongeur vers le premier contacteur.

[0032] La mise en rotation se fera à une valeur de régime fixe parce que la durée de la deuxième activation, c’est-à-dire la durée de fermeture du deuxième contacteur sera fixée par la cinématique et la géométrie du démarreur. Ceci permet de réduire l’écart de vitesse entre le pignon engagé et une couronne solidarisée au moteur thermique, dans une zone de régime moteur qui sera choisie de manière à être cohérente avec la vitesse de prérotation atteignable.

[0033] La présente invention procure donc une possibilité de mise en rotation du pignon pour le synchroniser au régime moteur, ceci sans utiliser un démarreur double solénoïde de l’état de la technique et de manière moins complexe, la mise en rotation se faisant à une valeur de régime du moteur thermique fixe et par la configuration du démarreur et non pas par une double commande, comme dans cet état de la technique.

[0034] Ceci permet de garantir une réduction du coût du démarreur par rapport à un démarreur double solénoïde, car il est procédé à l’ajout d’un deuxième contacteur et non d’un deuxième solénoïde, ce qui est moins coûteux. Ceci permet une simplification de la commande de démarrage pour l’obtention d’une prestation similaire.

[0035] Avantageusement, la première position d’activation correspond à une mise en rotation du pignon simultanément à son engagement quand le premier contacteur est fermé par contact avec la tête du plongeur. Ceci représente l’activation du démarreur pour un moteur thermique à l’arrêt, notamment un moteur thermique froid.

[0036] Avantageusement, le deuxième contacteur sous l’action du plongeur ferme le premier contacteur quand le plongeur arrive dans la première position d’activation en fin de course du plongeur, le premier contacteur comportant une plaque de fermeture conductrice mobile poussée par le plongeur et venant en contact avec le reste du premier contacteur en fin de course du plongeur, la plaque de fermeture conductrice mobile portant une couche isolante faisant face au deuxième contacteur mobile et à la tête de plongeur et sur laquelle couche isolante appuie le deuxième contacteur mobile entraîné par le plongeur.

[0037] Le déplacement du deuxième contacteur sert, sous la poussée du plongeur, à exercer la fermeture du premier actionneur formé par une plaque de fermeture mobile, poussée par le plongeur via le deuxième actionneur, qui est alors appliquée contre la partie restante du premier actionneur pour sa fermeture assurant la mise en rotation du moteur pour fournir du couple ainsi que l’engagement du démarreur avec le moteur thermique via le pignon et la couronne.

[0038] La couche isolante permet d’isoler électriquement les premier et deuxième contacteurs. Par rapport à l’état de la technique, la présente invention peut nécessiter la présence supplémentaire d’une plaque de fermeture qui joue le rôle de l’extrémité du plongeur en étant appliquée contre le reste du premier contacteur. Un premier contacteur selon un mode de réalisation préférentielle de l’invention, présente une partie similaire au premier contacteur de l’état de la technique et une partie constituée par la plaque de fermeture.

[0039] Avantageusement, le démarreur comprend une unité de commande présentant des moyens de réception de mesures d’un régime du moteur thermique, des moyens de comparaison des mesures reçues avec un seuil de régime prédéterminé stocké dans des moyens de mémorisation, le deuxième contacteur étant associé à un interrupteur inhibant son action d’activation du moteur électrique quand le régime du moteur thermique mesurée avant démarrage est inférieur au seuil de régime prédéterminé.

[0040] Ainsi, une deuxième activation avec mise en rotation du pignon sans engagement est mise en oeuvre pour un moteur thermique tournant alors que la première activation avec une mise en rotation du pignon lors de l’engagement est mise en oeuvre pour un démarrage à l’arrêt. Il est donc judicieux de surveiller le régime du moteur thermique pour déterminer quelle activation sera mise en oeuvre. Comme la deuxième activation se produit lors d’une course du plongeur inférieure à la course finale du plongeur, quand il est souhaité mettre en oeuvre la première activation avec mise en rotation et engagement simultanés du pignon, la deuxième activation est à suspendre pour ne pas effectuer une mise en rotation avec engagement.

[0041] L’invention concerne enfin un véhicule automobile présentant un moteur thermique et un système d’arrêt et de redémarrage automatiques du moteur thermique et un démarreur, caractérisé en ce qu’il met en oeuvre un tel procédé de démarrage ou que le démarreur est conforme à un démarreur tel que décrit précédemment, le pignon étant mis en engagement avec une couronne solidarisée au moteur thermique à l’aide d’une fourchette actionnée par le plongeur en fin de course.

[0042] C’est pour un tel véhicule possédant un système d’arrêt et de redémarrage automatiques du moteur thermique que la présente invention s’applique préférentiellement. En effet, lors d’un redémarrage suivant juste un arrêt du moteur thermique, le moteur thermique tourne encore et il est nécessaire d’engager un pignon tournant avec un régime avantageusement descendant correspondant au régime moteur du moteur thermique.

[0043] D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquels :

- les figures 1 et 2 sont des représentations schématiques en coupe longitudinale d’un démarreur avec un mono-solénoïde respectivement selon un état de la technique et selon un mode de réalisation conforme à la présente invention,

- les figures 3 à 5 sont des représentations schématiques d’une vue en coupe longitudinale d’une portion de démarreur selon un mode de réalisation conforme à la présente invention, la portion de démarreur étant montrée dans diverses positions d’activation suite au déplacement d’un plongeur avec deux positions d’activation.

[0044] Il est à garder à l’esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l’invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier, les dimensions des différents éléments illustrés ne sont pas représentatives de la réalité.

[0045] Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées. Le terme démarrage signifie aussi redémarrage et peut inclure un premier démarrage avec un moteur thermique non tournant ou un redémarrage avec un moteur thermique éteint mais encore en rotation ou un moteur thermique à l’arrêt.

[0046] En se référant plus particulièrement aux figures 2 à 5, la présente invention concerne un procédé de démarrage d'un moteur thermique d'un véhicule équipé d'un système d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur, le démarrage se faisant avec un moteur thermique soit à l’arrêt ou soit encore tournant. Un démarrage avec un moteur thermique à l’arrêt correspond à un démarrage classique tandis qu’un démarrage avec un moteur encore tournant correspond à un démarrage demandé pour un système d’arrêt et de redémarrage quand un redémarrage est souhaité par le conducteur juste après qu’un arrêt du moteur thermique ait été effectué par le système.

[0047] Lors d’un démarrage ou redémarrage, un démarreur 1, par activation d’une alimentation d’un moteur électrique 2, effectuant la mise en rotation et l’engagement d’un élément 3 du démarreur 1 avec un élément 3 associé au moteur thermique. Ceci correspond à une activation classique du démarreur 1 qui sera dénommée ci-après première activation.

[0048] Selon l’invention, l’activation se fait lors d’un déplacement d’un plongeur 4 sous l’action d’un mono-solénoïde 5 sélectivement dans une de deux positions d’une activation du moteur électrique 2. La première activation correspond à un moteur thermique à l’arrêt pour laquelle la mise en rotation de l’élément 3 se fait après ou simultanément à son engagement. La deuxième activation correspond à un moteur thermique encore tournant pour laquelle la mise en rotation de l’élément 3 se fait avant son engagement.

[0049] Dans le cadre de la présente invention, le plongeur 4 passe successivement dans deux positions d’activation. La plus en amont des positions d’activation en se référant au parcours du plongeur 4 est la deuxième position d’activation avec mise en rotation sans engagement de l’élément du moteur. Cette deuxième position d’activation peut être inhibée quand le démarrage se fait avec un moteur thermique à l’arrêt.

[0050] La plus en aval des positions d’activation en se référant au parcours du plongeur 4 est la première position d’activation avec mise en rotation avec engagement de l’élément 3 du démarreur 1 avec un élément solidaire du moteur. La première activation remplace la deuxième activation pour un moteur à l’arrêt ou complète la deuxième activation par engagement de l’élément 3 du démarreur 1 avec un élément du moteur, ceci pour un moteur thermique tournant.

[0051] Préalablement à un démarrage, une sélection d’une des deux activations est faite en fonction d’une détection d’un seuil de régime de moteur thermique. Comme précédemment mentionné, la première activation avec mise en rotation de l’élément 3 du démarreur 1 après ou simultanément à son engagement, la plus en aval par rapport au parcours du plongeur 4 en action de démarrage, se fait pour un régime du moteur thermique en dessous du seuil.

[0052] A la fermeture d’un deuxième contacteur 6, lors du passage dans la deuxième position d’activation, un moteur électrique 2 du démarreur 1 se met en rotation pendant une durée fixe qui dépend de la course du plongeur 4 et de la géométrie du deuxième contacteur 6. La construction mécanique doit donc être faite pour obtenir la pré-rotation à une vitesse cible, par exemple à une vitesse minimale dans la plage de régime dans laquelle on veut synchroniser l’élément 3 du démarreur 1 avec le moteur thermique, ceci avant l’engagement de l’élément 3 du démarreur 1 avec un élément solidarisé au moteur thermique.

[0053] Par exemple, on décide d’utiliser la deuxième activation pour un régime du moteur thermique se trouvant entre 300 et 200 tours par minute. Le démarreur 1 peut être dimensionné pour tourner à tourner à 200 tours par minute. En dessous de ce seuil de régime moteur, le démarreur 1 est utilisé de manière conventionnelle selon la première activation avec inhibition de la deuxième activation.

[0054] La vitesse cible du démarreur 1 est obtenue avec une durée d’alimentation du moteur électrique 2 du démarreur 1 qui dépend de la durée de fermeture du deuxième contacteur 6 commençant avec le passage d’une extrémité ou tête 4a du plongeur 4 dans la deuxième position d’activation. Le deuxième contacteur 6, comme le premier contacteur 7 peut être double en présentant deux portions de contact espacées l’une de l’autre.

[0055] La deuxième activation, la plus en amont par rapport au parcours du plongeur 4 en action de démarrage, se fait avec mise en rotation de l’élément 3 du démarreur 1 avant son engagement se faisant pour un régime du moteur thermique au-dessus du seuil.

[0056] Comme il peut notamment être vu notamment aux figures 2 à 5, similairement à l’état de la technique pour un démarreur 1 classique avec un unique contacteur, le déplacement du plongeur 4 présente une course rectiligne. Une extrémité 4a du plongeur 4, aussi dénommée tête 4a du plongeur 4, pointe vers la première position d’activation de même que vers la deuxième position d’activation quand celle-ci n’a pas encore été dépassée.

[0057] La tête 4a du plongeur 4 rentre en butée avec successivement un deuxième 6 et un premier contacteur 7 associés respectivement aux deuxième et première activations pour une mise en activation lors du passage de l’extrémité 4a respectivement dans la première et la deuxième position d’activation.

[0058] L’extrémité ou tête 4a du plongeur 4 passe tout d’abord par la deuxième position d’activation puis par la première position d’activation étant une position de fin de course du plongeur 4. Quand la deuxième activation avec mise en rotation de l’élément 3 du démarreur 1 avant son engagement se fait au-dessus du seuil de régime du moteur thermique, une vitesse de déplacement du plongeur 4, une localisation de la deuxième position d’activation sur la course, une forme des premier 7 et deuxième contacteurs 6 et une longueur de course sont prédéterminées afin que la deuxième activation commence et dure pour garantir une vitesse de rotation du moteur électrique 2 dans une plage entre 300 et 200 tours par minute, correspondante à un régime du moteur thermique alors en vigueur.

[0059] Quand le régime du moteur thermique est en dessous du seuil, il peut être effectué une inhibition de la deuxième activation lors du passage de l’extrémité 4a du plongeur 4 dans la deuxième position. Une mise en rotation de l’élément 3 du démarreur 1 sans engagement n’est alors pas nécessaire. Quand le régime du moteur thermique est au-dessus du seuil, la deuxième activation peut être interrompue temporairement afin que l’élément 3 descende de régime de rotation avant son engagement, la deuxième activation étant ensuite reprise après l’engagement de l’élément 3.

[0060] Par exemple, afin de permettre de prolonger la durée de fermeture du deuxième contacteur 6 fermé lors du passage de l’extrémité 4a du plongeur 4 dans la deuxième position, ceci sans allonger la course du plongeur 4, il peut être prévu un ralentissement du déplacement du plongeur 4.

[0061] La mise en rotation préliminaire de l’élément 3 du démarreur 1 peut être par exemple temporairement désactivée, ceci notamment par un interrupteur sur la liaison électrique entre deuxième contacteur 6 et moteur électrique 2 pour permettre au démarreur de remplir les deux activations.

[0062] La première fonction obtenue est la réduction de la vitesse de l’élément 3 du démarreur 1 avant l’engagement de manière à engager l’élément 3 du démarreur 1 en régime descendant, ce qui correspond au régime moteur décroissant du moteur thermique en phase d’arrêt. Ceci permet d’améliorer les prestations acoustiques et réduire les efforts, en cas de liaison dentée entre l’élément 3 du démarreur et l’élément solidaire du moteur, avantageusement une couronne. Ceci correspond à une deuxième activation en cours.

Cette réduction de vitesse peut être obtenue par coupure temporaire de la deuxième activation.

[0063] La deuxième fonction obtenue, pour une deuxième activation suspendue et une première activation sélectionnée, est le lancement de l’engagement et la rotation du démarreur 1, sans mettre en rotation le moteur avant l’engagement. En effet, dans le cas d’un redémarrage à moteur arrêté ou d’un démarrage à froid, une mise en rotation préalable n’est pas indiquée dans ce cas. Ceci représente le fonctionnement classique d’un démarreur 1 mono-solénoïde 5.

[0064] Le deuxième contacteur 6, après une deuxième activation ayant été effective pour un régime du moteur thermique au-dessus du seuil ou ayant été inhibée pour un régime du moteur thermique en dessous du seuil, peut suivre le déplacement du plongeur 4 après passage de l’extrémité 4a du plongeur 4 par la deuxième position d’activation jusqu’à entrer en contact avec le premier contacteur 7. Le deuxième contacteur 6 est donc mobile entre la deuxième position d’activation vers la première position d’activation en étant poussé par l’extrémité 4a du plongeur 4.

[0065] C’est donc le deuxième contacteur 6 qui active par poussée le premier contacteur 7 dans la première position d’activation. Cela se fait avec interposition d’une couche d’isolation électrique sur le premier contacteur 7 sur sa face dite arrière en vis-à-vis du deuxième contacteur 6 pour garantir l’indépendance entre les première et deuxième activations et permettre une isolation électrique entre le deuxième contacteur 6 et le premier contacteur 7.

[0066] L’invention concerne un démarreur 1 d'un moteur thermique pour la mise en oeuvre d’un procédé de démarrage tel que précédemment décrit.

[0067] Comme montré notamment à la figure 3, le démarreur 1 comprend un premier contacteur 7, un moteur électrique 2, un actionneur 4, 5, un pignon 3 mis en rotation par le moteur électrique 2 quand le premier contacter est fermé. Ce pignon 3 en tant qu’élément 3 du démarreur 1 est destiné à être engagé avec une couronne en tant qu’élément solidarisé avec le moteur thermique, ceci sous l’action du moteur électrique 2 activé lors d’une fermeture du premier contacteur 7.

[0068] L’actionneur 4, 5 comprend un solénoïde 5 déplaçant un plongeur 4, le solénoïde 5 formant le noyau du plongeur 4, le noyau du plongeur 4 étant fixe et le plongeur 4 comprenant une tige se déplaçant en faisant saillie du noyau et dont l’extrémité libre forme une tête 4a. Le déplacement du plongeur 4 se fait entre une position de repos pour le solénoïde 5 non alimenté électriquement et une première position d’activation avec la tête 4a du plongeur 4 en position de fermeture du premier contacteur 7. Ces caractéristiques sont les caractéristiques d’un démarreur 1 connu de l’état de la technique qu’un démarreur 1 selon l’invention concernée.

[0069] Selon l’invention, le solénoïde 5 est un mono-solénoïde 5 et le démarreur 1 comporte un deuxième contacteur 6 mis en position de fermeture par contact avec la tête 4a du plongeur 4 pour une deuxième position d’activation. Le deuxième contacteur 6 est intercalé entre le plongeur 4 et le premier contacteur 7 et est mobile en déplacement avec le plongeur 4 après contact avec la tête 4a du plongeur 4.

[0070] Le moteur électrique 2 est alimenté lors de la fermeture du deuxième contacteur 6. Une durée de fermeture du deuxième contacteur 6 est prédéterminée pour donner une vitesse de rotation au pignon 3 adaptée à un régime du moteur thermique donné, la fermeture du deuxième contacteur 6 étant effective avant mise en position d’engagement du pignon 3. Il peut être procédé à une réouverture temporaire du deuxième contacteur 6 pour donner un régime descendant au moteur électrique 2. Inversement, la vitesse du plongeur 4 peut être accélérée en début de fermeture du deuxième contacteur 6 pour obtenir une montée en régime plus rapide du moteur électrique 2.

[0071] Dans un démarreur 1 équipé d’un mono-solénoïde 5, l’activation comprenant l’engagement et la mise en rotation du pignon 3 se fait par un plongeur 4 équipé d’un solénoïde 5 formant noyau. Le plongeur 4 se déplace permettant à une fourchette 10 de déplacer le pignon 3 vers un élément solidarisé au moteur thermique, avantageusement une couronne.

[0072] A la fin de sa course, le noyau plongeur 4 ferme un contacteur, dans le cadre de la présente invention le premier contacteur 7 qui met en rotation le moteur thermique, avec mise en butée de la fourchette 10 et engagement du pignon 3 du démarreur 1 dans la couronne solidarisée au moteur thermique. La première position d’activation correspond à une mise en rotation du pignon 3 après ou simultanément à son engagement quand le premier contacteur 7 est fermé par contact avec la tête 4a du plongeur 4.

[0073] L’apport inventif de la présente invention est de profiter de la course du plongeur 4 pour fermer un deuxième circuit avec un deuxième contacteur 6 qui met le moteur électrique 2 en rotation avant l’engagement. Il est ajouté un deuxième contacteur 6 au premier contacteur 7 de fin de course du plongeur 4 qui s’active après ou simultanément à l’engagement du pignon 3. Ce deuxième contacteur 6 est mobile et se déplace avec le plongeur 4 en étant poussé par la tête 4a du plongeur 4.

[0074] Le déplacement du deuxième contacteur 6 ne bloque pas l’avancée de la tête 4a du plongeur 4 vers le premier contacteur 7. Le deuxième contacteur 6 se déplace sous l’action du plongeur 4 en étant appliqué contre la tête 4a jusqu’à fermer le premier contacteur 7 et mettre en rotation le moteur pour fournir du couple.

[0075] Il est nécessaire de conserver le premier contacteur 7 pour permettre un engagement conventionnel dans lequel on engage le pignon 3 sans mise en rotation préalable. Dans ce cas, le premier contacteur 7 intervient après ou simultanément à l’engagement et l’alimentation du deuxième contacteur 6 peut être inhibée, par exemple par un interrupteur, ceci en suivant une information d’un régime moteur nul ou très faible.

[0076] Les dimensionnements de l’alimentation et du deuxième contacteur 6 peuvent être différentes de celles du premier contacteur 7, avantageusement plus faibles car il s’agit de faire tourner le pignon 3 sans charge donc de moins solliciter le moteur électrique

2. Chaque premier 7 ou deuxième contacteur 6 présente une alimentation électrique indépendante, avantageusement raccordée à une batterie qui peut être la batterie d’un véhicule automobile.

[0077] Le deuxième contacteur 6 sous l’action du plongeur 4 peut fermer le premier contacteur 7 quand le plongeur 4 arrive dans la première position d’activation en fin de course du plongeur 4. Pour ce faire, le premier contacteur 7 peut comporter une plaque de fermeture 7a conductrice mobile poussée par le plongeur 4 et venant en contact avec le reste du premier contacteur 7 en fin de course du plongeur 4.

[0078] La plaque de fermeture 7a conductrice mobile peut porter une couche isolante 9 faisant face au deuxième contacteur 6 mobile et à la tête 4a de plongeur 4. C’est sur cette couche isolante 9 qu’appuie le deuxième contacteur 6 mobile entraîné par le plongeur 4 pour mettre en oeuvre la première activation.

[0079] En se référant notamment aux figures 3 à 5 tout en considérant la figure 2 pour les références manquantes aux figures 3 à 5, le plongeur 4 se déplace en fermant des premier 7 et deuxième contacteurs 6 à distance l’un de l’autre. La figure 3 montre un plongeur 4 dont la tête 4a n’a pas encore atteint la deuxième position d’activation et donc le deuxième contacteur 6, ce qui est le cas à la figure 4.

[0080] Le deuxième contacteur 6 met en rotation le moteur électrique 2 et le pignon 3 avant que la course de la fourchette 10 complète l’engagement du pignon 3. Le premier contacteur 7 est le contacteur conventionnel du démarreur 1 et sert aussi sélectivement au deuxième contacteur 6 ou pour terminer une activation commencée par la fermeture du deuxième contacteur 6 en engageant le pignon 3 du démarreur 1 dans la couronne solidaire du moteur. Le premier contacteur 7 est donc utile pour le redémarrage d’un moteur à l’arrêt et le démarrage à froid, le deuxième contacteur 6 étant alors inhibé mais aussi pour finaliser le démarrage ayant débuté par la mise en rotation du pignon 3 lors de la fermeture du deuxième contacteur 6 quand le moteur thermique est encore tournant avec un régime moteur décroissant.

[0081] Dans le cas d’un régime moteur décroissant du moteur thermique, le plongeur 4 se déplace et ferme le deuxième contacteur 6 d’alimentation du moteur électrique 2 qui met le pignon 3 en pré-rotation, sans que le pignon 3 ne soit déjà engagé. Après mise en rotation du moteur par fermeture du deuxième contacteur 6, il est possible de couper le circuit entre le deuxième contacteur 6 et le moteur électrique 2 pour désactiver l’alimentation et faire décroître son régime pour l’adapter au régime moteur descendant du moteur thermique.

[0082] Par exemple, dans le cas d’un moteur thermique tournant, le contact peut être temporairement coupé entre le deuxième contacteur 6 mobile et le moteur électrique 2 pour laisser le pignon 3 du démarreur 1 descendre de son régime. Ensuite, il est procédé à un engagement suivant la course de la fourchette 10 et le contact est à nouveau établi pour reprendre l’alimentation par le deuxième contacteur 6. Comme la coupure du deuxième contacteur 6 engendre un arrêt plus ou moins immédiat du noyau plongeur 4, la cinématique de coupure est à définir précisément.

[0083] Après fermeture du deuxième contacteur 6 pour un moteur thermique tournant ou inhibition du deuxième contacteur 6 pour un moteur thermique à l’arrêt, le plongeur 4 et le deuxième contacteur 6 se déplacent pour aller fermer le premier contacteur 7 d’alimentation du moteur. Ceci est montré à la figure 5. Une couche isolante 9 permet d’isoler électriquement le deuxième contacteur 6 de la plaque de fermeture 7a du premier contacteur 7.

[0084] Le démarreur 1 peut comprendre une unité de commande présentant des moyens de réception de mesures d’un régime du moteur thermique, des moyens de comparaison des mesures reçues avec un seuil de régime prédéterminé stocké dans des moyens de mémorisation. Comme précédemment mentionné, le deuxième contacteur 6 peut être associé à un interrupteur inhibant son action d’activation du moteur électrique 2 quand le régime du moteur thermique mesuré avant démarrage est inférieur au seuil de régime prédéterminé.

[0085] L’invention concerne enfin un véhicule automobile présentant un moteur thermique et un système d’arrêt et de redémarrage automatiques du moteur thermique et un démarreur 1 mettant en oeuvre un procédé de démarrage ou avec un démarreur 1 tels que précédemment décrit. Le pignon 3 du démarreur 1 est mis en engagement avec une couronne solidarisée au moteur thermique à l’aide de la fourchette 10 actionnée par le plongeur 4 en fin de course.

[0086] L’invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n’ont été donnés qu’à titre d’exemples.

Claims (10)

1. Procédé de démarrage d'un moteur thermique d'un véhicule équipé d'un système d'arrêt et de redémarrage automatiques du moteur, le démarrage se faisant avec un moteur thermique soit à l’arrêt ou soit encore tournant, un démarreur (1), par activation d’une alimentation d’un moteur électrique (2), effectuant la mise en rotation et l’engagement d’un élément (3) du démarreur (1) avec un élément associé au moteur thermique, caractérisé en ce que l’activation se fait lors d’un déplacement d’un plongeur (4) sous l’action d’un mono-solénoïde (5) sélectivement dans une de deux positions d’une activation du moteur électrique (2), avec une première activation correspondant à un moteur thermique à l’arrêt pour laquelle la mise en rotation de l’élément (3) se fait après son engagement et une deuxième activation correspondant à un moteur thermique encore tournant pour laquelle la mise en rotation de l’élément (3) se fait avant son engagement.

2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, préalablement à un démarrage, une sélection d’une des deux activations est faite en fonction d’une détection d’un seuil de régime de moteur thermique, la première activation avec mise en rotation de l’élément (3) du démarreur (1) après son engagement se faisant pour un régime du moteur thermique en dessous du seuil et la deuxième activation avec mise en rotation de l’élément (3) du démarreur (1) avant son engagement se faisant pour un régime du moteur thermique au-dessus du seuil.

3. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le déplacement du plongeur (4) présente une course rectiligne, une extrémité (4a) du plongeur (4) pointant vers la première position d’activation rentrant en butée avec successivement un deuxième (6) et un premier contacteur (7) associés respectivement aux deuxième et première activations pour une mise en activation lors du passage de l’extrémité (4a) respectivement dans la première et la deuxième position d’activation, l’extrémité (4a) du plongeur (4) passant tout d’abord par la deuxième position d’activation puis par la première position d’activation étant une position de fin de course du plongeur (4), avec, quand la deuxième activation avec mise en rotation de l’élément (3) du démarreur (1) avant son engagement se fait au-dessus du seuil de régime du moteur thermique, une vitesse de déplacement du plongeur (4), une localisation de la deuxième position d’activation sur la course, une forme des premier et deuxième contacteurs (6) et une longueur de course étant prédéterminées afin que la deuxième activation commence et dure pour garantir une vitesse de rotation du moteur électrique (2) dans une plage entre 300 et 200 tours par minute du régime du moteur thermique alors en vigueur.

4. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, quand le régime du moteur thermique est en dessous du seuil, il est effectué une inhibition de la deuxième activation lors du passage de l’extrémité (4a) du plongeur (4) dans la deuxième position et, quand le régime du moteur thermique est au-dessus du seuil, la deuxième activation est lancée puis interrompue temporairement afin que l’élément (3) descende de régime de rotation avant son engagement, la deuxième activation étant ensuite reprise après l’engagement de l’élément (3).

5. Procédé selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, dans lequel, le deuxième contacteur (6), après une deuxième activation ayant été effective pour un régime du moteur thermique au-dessus du seuil ou ayant été inhibée pour un régime du moteur thermique en dessous du seuil, suit le déplacement du plongeur (4) après passage de l’extrémité (4a) du plongeur (4) par la deuxième position d’activation jusqu’à entrer en contact avec le premier contacteur (7), une isolation électrique étant prévue entre le deuxième contacteur (6) et le premier contacteur (7).

6. Démarreur (1) d'un moteur thermique pour la mise en oeuvre d’un procédé de démarrage selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un premier contacteur (7), un moteur électrique (2), un actionneur (4, 5), un pignon (3) mis en rotation et destiné à être engagé avec une couronne associée au moteur thermique sous l’action du moteur électrique (2) activé lors d’une fermeture du premier contacteur (7), l’actionneur (4, 5) comprenant un solénoïde (5) déplaçant un plongeur (4) entre une position de repos pour le solénoïde (5) non alimenté électriquement et une première position d’activation avec une extrémité libre du plongeur (4) formant tête (4a) du plongeur (4) en position de fermeture du premier contacteur (7), caractérisé en ce que le solénoïde est un mono-solénoïde (5) et le démarreur (1) comporte un deuxième contacteur (6) mis en position de fermeture par contact avec la tête (4a) du plongeur (4) pour une deuxième position d’activation, le deuxième contacteur (6) étant intercalé entre le plongeur (4) et le premier contacteur (7) et mobile en déplacement avec le plongeur (4) après contact avec la tête (4a) du plongeur (4), le moteur électrique (2) étant alimenté lors de la fermeture du deuxième contacteur (6), une durée de fermeture du deuxième contacteur (6) étant prédéterminée pour donner une vitesse de rotation au pignon (3) adaptée à un régime du moteur thermique donné, la fermeture du deuxième contacteur (6) étant effective avant mise en position d’engagement du pignon (3).

7. Démarreur (1) selon la revendication précédente, dans lequel la première position d’activation correspond à une mise en rotation du pignon (3) simultanément à son engagement quand le premier contacteur (7) est fermé par contact avec la tête (4a) du plongeur (4).

8. Démarreur (1) selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, dans lequel le deuxième contacteur (6) sous l’action du plongeur (4) ferme le premier contacteur (7) quand le plongeur (4) arrive dans la première position d’activation en fin de course du plongeur (4), le premier contacteur (7) comportant une plaque de fermeture (7a) conductrice mobile poussée par le plongeur (4) et venant en contact avec le reste du premier contacteur (7) en fin de course du plongeur (4), la plaque de fermeture (7a) conductrice mobile portant une couche isolante (9) faisant face au deuxième contacteur (6) mobile et à la tête (4a) de plongeur (4) et sur laquelle couche isolante (9) appuie le deuxième contacteur (6) mobile entraîné par le plongeur (4).

9. Démarreur (1) selon la revendication précédente, lequel comprend une unité de commande présentant des moyens de réception de mesures d’un régime du moteur thermique, des moyens de comparaison des mesures reçues avec un seuil de régime prédéterminé stocké dans des moyens de mémorisation, le deuxième contacteur (6) étant associé à un interrupteur inhibant son action d’activation du moteur électrique (2) quand le régime du moteur thermique mesurée avant démarrage est inférieur au seuil de régime prédéterminé.

10. Véhicule automobile présentant un moteur thermique et un système d’arrêt et de redémarrage automatiques du moteur thermique et un démarreur (1), caractérisé en ce qu’il met en oeuvre un procédé de démarrage selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 ou que le démarreur (1) est conforme à un démarreur (1) selon l’une quelconque des revendications 6 à 9, le pignon (3) étant mis en engagement avec une couronne solidarisée au moteur thermique à l’aide d’une fourchette (10) actionnée par le plongeur (4) en fin de course.