FR2830800A1 - Coussin central fixe, ensemble de direction et vehicule automobile correspondants - Google Patents
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Abstract
Ce coussin central fixe (4) pour ensemble de direction de véhicule automobile comprend un corps (29) et au moins un organe (40) de commande d'un équipement fonctionnel du véhicule, l'organe de commande étant lié au corps (29) du coussin central par une liaison.La liaison possède au moins un premier degré de liberté, qui permet à l'organe de commande (40) d'être mobile par rapport au corps (29) entre la position de repos et au moins une première position active, et un deuxième degré de liberté, qui permet à l'organe de commande (40) d'être mobile par rapport au corps (29) entre la position de repos et au moins une deuxième position active.
Description
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La présente invention concerne un coussin central pour un ensemble de direction comprenant : - une colonne de direction comprenant un arbre de direction susceptible de tourner autour d'un axe longitudinal, - un volant comprenant une jante et au moins une branche reliant la jante et l'arbre de direction pour l'entraîner en rotation autour de son axe longitudinal, le coussin central comprenant : - un corps, - des moyens de montage du corps à l'extrémité arrière de la colonne de direction pour que le corps soit placé sensiblement au centre de la jante, à l'arrière de la ou de chaque branche, et qu'il soit fixe en rotation lorsque l'arbre de direction tourne, et - au moins un organe de commande d'un équipement fonctionnel du véhicule, l'organe de commande étant lié au corps du coussin central par une liaison à au moins un degré de liberté pour que l'organe de commande soit mobile par rapport au corps entre une position de repos et au moins une position active.
Généralement, dans un véhicule automobile comprenant un coussin central du type précité, une gaine d'habillage recouvre l'extrémité arrière de la colonne de direction pour la masquer. Cette gaine s'étend vers l'avant jusqu'à la planche de bord à laquelle elle est reliée.
On connaît des coussins centraux du type précité dont les organes de commande sont des boutons-poussoirs, des boutons basculants ou des molettes. Ainsi, ces organes de commande possèdent un seul degré de liberté par rapport au corps du coussin central, correspondant à une translation pour les boutons-poussoirs et à une rotation pour les boutons basculants et les molettes.
La gaine comporte alors généralement des leviers de commande habituellement dénommés COMMODOS (marque déposée), pour commander les blocs optiques et les feux clignotants du véhicule qui servent à signaler un changement de direction du véhicule. Ces leviers sont généralement mobiles en
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rotation d'une part autour d'un axe parallèle à l'axe longitudinal de la colonne de direction et d'autre part autour d'un axe orthogonal à l'axe longitudinal.
La présence de tels leviers de commande sur la gaine empêche, à longueur de gaine constante, un montage satisfaisant de manettes de commande séquentielle de la boîte de vitesses du véhicule automobile. Par ailleurs, une augmentation de la longueur de la gaine pour monter de telles manettes impliquerait une diminution du volume intérieur de l'habitacle du véhicule, ce qui n'est pas souhaitable.
De plus, l'utilisation des boutons-poussoirs, des boutons basculants ou des molettes des coussins centraux fixes de l'état de la technique pour commander les blocs optiques et les feux clignotants du véhicule nécessiterait, pour un conducteur habitué à utiliser des COMMODOS (marque déposée) à cette fin, un apprentissage relativement important.
Un but de l'invention est de résoudre ces problèmes en permettant de limiter la longueur de la gaine de protection tout en simplifiant l'apprentissage nécessaire pour qu'un conducteur puisse commander de manière satisfaisante le ou les équipements fonctionnels du véhicule.
A cet effet, l'invention a pour objet un coussin central du type précité, caractérisé en ce que la liaison possède au moins un premier degré de liberté, qui permet à l'organe de commande d'être mobile par rapport au corps entre la position de repos et au moins une première position active, et un deuxième degré de liberté, qui permet à l'organe de commande d'être mobile par rapport au corps entre la position de repos et au moins une deuxième position active.
Selon des modes particuliers de réalisation, le coussin central peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise (s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le premier degré de liberté est une rotation autour d'un premier axe, - le premier axe de rotation est destiné à être sensiblement orthogonal à l'axe longitudinal lorsque le corps du coussin central est monté à l'extrémité arrière de la colonne de direction, - le deuxième degré de liberté est une rotation autour d'un deuxième axe de rotation,
- le premier degré de liberté est une rotation autour d'un premier axe, - le premier axe de rotation est destiné à être sensiblement orthogonal à l'axe longitudinal lorsque le corps du coussin central est monté à l'extrémité arrière de la colonne de direction, - le deuxième degré de liberté est une rotation autour d'un deuxième axe de rotation,
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- le deuxième axe de rotation est destiné à être sensiblement parallèle à l'axe longitudinal lorsque le corps du coussin central est monté à l'extrémité arrière de la colonne de direction, - la première position active est destinée à être située en arrière de la position de repos lorsque le corps du coussin central est monté à l'extrémité arrière de la colonne de direction, et - la deuxième position active est destinée à être située au-dessus de la position de repos lorsque le corps du coussin central est monté à l'extrémité arrière de la colonne de direction.
L'invention a en outre pour objet un ensemble de direction pour véhicule automobile comprenant : - une colonne de direction comprenant un arbre de direction susceptible de tourner autour d'un axe longitudinal, - un volant comprenant une jante et au moins une branche reliant la jante et l'arbre de direction pour l'entraîner en rotation autour de son axe longitudinal, - un coussin central, le coussin central comprenant lui-même : - un corps placé sensiblement au centre de la jante à l'arrière de la ou de chaque branche et relié à l'extrémité arrière de la colonne de direction pour que le corps soit fixe en rotation lorsque l'arbre de direction tourne, - au moins un organe de commande d'un équipement fonctionnel du véhicule, l'organe de commande étant lié au corps du coussin central par une liaison à au moins un degré de liberté pour que l'organe de commande soit mobile par rapport au corps entre une position de repos et au moins une position active, caractérisé en ce que le coussin central est un coussin tel que défini ci-dessus.
De plus, l'invention a pour objet un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de direction tel que défini ci-dessus.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
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- la figure 1 est une vue partielle, schématique et en perspective de l'extrémité arrière d'un ensemble de direction selon l'invention, - la figure 2 est une vue partielle, latérale, schématique et partiellement en coupe de l'ensemble de la direction de la figure 1, - la figure 3 est une vue schématique en perspective du coussin central de l'ensemble de direction des figures 1 et 2, - la figure 4 est une vue schématique, partielle et partiellement en coupe, prise suivant la ligne IV/IV de la figure 2, et illustrant la manipulation d'un bloc de commande gauche du coussin central, et - la figure 5 est une vue analogue à la figure 3 illustrant le bloc de commande gauche dans une autre position par rapport au coussin central fixe.
Dans tout ce qui suit les orientations utilisées sont les orientations habituelles d'un véhicule automobile. En particulier, les termes avant , arrière , droite et gauche s'entendent par rapport à la position d'un conducteur et au sens de marche du véhicule automobile.
La figure 1 illustre une partie de l'habitacle d'un véhicule automobile équipé d'un ensemble de direction 1.
Comme illustré plus particulièrement par la figure 2, cet ensemble de direction 1 comprend une colonne de direction 2 s'étendant selon un axe longitudinal X-X, un volant de direction 3 et un coussin central 4. Le volant de direction 3 et le coussin central 4 sont montés à l'extrémité arrière de la colonne de direction 2.
Le volant 3 comprend une jante annulaire 5 (figure 1), un moyeu central 6 et trois branches 7 reliées chacune par une première extrémité 8 à la jante 5 et par une deuxième extrémité 9 au moyeu 6. On notera qu'une seule branche 7 a été représentée sur la figure 2.
La colonne de direction 2 comprend un arbre de direction 10 monté rotatif autour de l'axe longitudinal X-X. L'arbre de direction 10 comporte lui-même un tronçon avant 11, relié par son extrémité avant à une fourche de cardan (non représentée) pour entraîner le reste du mécanisme de direction, et un tronçon arrière 13 à l'extrémité arrière 14 duquel le volant de direction 3 est monté grâce à son moyeu 6, par exemple par vissage.
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La colonne de direction 2 comprend en outre un dispositif à engrenages 15 de transmission d'un mouvement de rotation du tronçon arrière 13 de l'arbre de direction 10 à son tronçon avant 11.
Ce dispositif à engrenages 15 comprend : - une cloche avant 17 solidaire en rotation du tronçon avant 11 de l'arbre de direction 10 et dont l'extrémité arrière 18 forme un manchon avant denté intérieurement, - l'extrémité avant 20 du tronçon arrière 13 de l'arbre de direction 10, qui forme également un manchon arrière denté intérieurement, et - un organe intermédiaire 22 dont l'extrémité avant et l'extrémité arrière sont dentées extérieurement pour engrener respectivement avec le manchon denté avant 18 et avec le manchon denté arrière 20.
L'organe intermédiaire 22 est monté à rotation sur un support fixe 24, pour pouvoir pivoter autour de son axe qui est parallèle à l'axe longitudinal X-X, et ainsi assurer la transmission d'un mouvement de rotation du volant 3 au tronçon avant 11 de l'arbre de direction 10.
Le coussin central 4 est monté sur le support fixe 24 grâce à une queue d'enfichage 26 et à un pion 28 qui prolonge le corps 29 du coussin 4 vers l'avant. Ainsi, le coussin central 4 reste fixe en rotation lorsque le volant tourne autour de l'axe longitudinal X-X. La queue 26 permet également le raccordement électrique d'organes du coussin central fixe 4 à un connecteur extérieur 30.
Pour plus de détails concernant la structure et le fonctionnement de la colonne de direction 2 et la liaison entre le coussin central 4 et le support fixe 24, on pourra se reporter au document FR-2 802 490.
On s'intéressera par la suite plus particulièrement à la structure du coussin central fixe 4 qui est sensiblement symétrique par rapport à un plan vertical contenant l'axe X-X. Ainsi, seule la structure de la moitié gauche sera décrite en détail par la suite, les mêmes références numériques étant utilisées pour la moitié droite et la moitié gauche du coussin central fixe 4.
Comme illustré par les figures 1 à 5, le coussin central fixe 4 comprend sur la moitié gauche de son corps 29 :
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- une série supérieure 31 de trois boutons basculants 32 à 34, qui peuvent basculer chacun autour d'un axe sensiblement orthogonal à l'axe X-X et sensiblement parallèle au plan de symétrie du coussin central fixe 4, - une série inférieure 35 de boutons 36 à 38, qui peuvent basculer chacun sensiblement autour du même axe que les boutons 32 à 34, et - un bloc de commande 40.
La série supérieure 31 de boutons est disposée sur le flanc 42 gauche du corps 29 du coussin 4, au voisinage de sa face arrière 44. C'est également le cas pour la série inférieure 35 de boutons. Les séries supérieure 31 et inférieure 35 sont espacées l'une de l'autre de sorte qu'un espace 46 est délimité entre le bouton 34 de la série supérieure 31 et le bouton 36 de la série inférieure 35.
Le bloc de commande 40 est monté sur le flanc 42 gauche du corps 29 du coussin central 4, sensiblement à égale distance de la face arrière 44 et de la face avant 47 du corps 29 du coussin central 4. Le bloc 40 est donc situé en avant des séries 31 et 35 de boutons.
Le montage du bloc 40 sur le corps 29 est assuré via une pièce intermédiaire 48 qui s'étend sensiblement sur toute la hauteur du flanc 42 gauche. Cette pièce intermédiaire 48 est montée à rotation sur le corps 29 du coussin central 4 grâce au moins à un arbre d'articulation 49. Ainsi, la pièce 48 peut pivoter par rapport au corps 29 autour d'un axe A 1 (figure 3) sensiblement orthogonal à l'axe longitudinal X-X de la colonne de direction 2 et sensiblement parallèle au plan vertical de symétrie du coussin central fixe 4.
Le bloc de commande 40 prolonge la pièce intermédiaire 48 vers la gauche et s'étend sensiblement sur toute la hauteur de la pièce intermédiaire 48. Le bloc 40 présente une section transversale sensiblement triangulaire. Trois évidements 50 sont ménagés à l'avant du bloc de commande 40 l'un au-dessus de l'autre. Le bloc de commande 40 est relié à la pièce intermédiaire 48 par une nervure 52 reçue dans une glissière 54 de la pièce 48.
La nervure 52 et la glissière 54 s'étendent sensiblement sur toute la hauteur de la pièce 48 et du bloc 40 et présentent respectivement une section transversale de tenon et une section transversale de mortaise. Par ailleurs, la nervure 52 et la glissière 54 s'étendent le long d'une ligne courbe située dans un
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plan sensiblement orthogonal à l'axe longitudinal X-X. La concavité de cette courbe est dirigée vers l'axe X-X.
La coopération de la nervure 52 et de la glissière 54 permet au bloc de commande 40 de pivoter par rapport à la pièce intermédiaire 48 autour d'un axe A2 sensiblement parallèle à l'axe X-X et situé par exemple à gauche de celui-ci, comme illustré par la figure 3.
Ainsi, et comme illustré par les figures 3 à 5, un conducteur peut manoeuvrer le bloc de commande 40 gauche depuis sa position de repos représentée sur la figure 3 vers : - une position arrière, active et instable, qui est par exemple une position de commande du fonctionnement des blocs optiques à une intensité supérieure (commande d' appel de phares ), le bloc de commande 40 passant de sa position stable à cette position arrière par pivotement autour de l'axe A 1 vers l'arrière, comme illustré par la flèche 56 sur la figure 3, - une position supérieure, active et stable (figure 5), cette position étant une position de commande des feux clignotants droits du véhicule, le bloc de commande 40 passant de sa position de repos à cette position supérieure par rotation vers le haut autour de l'axe A2 comme illustré par la flèche 58 sur la figure 3, - une position inférieure, active et stable, cette position étant une position de commande des feux clignotants gauches du véhicule automobile, le bloc de commande 40 passant de sa position de repos à cette position inférieure par pivotement vers le bas autour de l'axe A2 comme illustré par la flèche 60 sur la figure 3.
Comme schématisé sur la figure 4, les évidements 50 peuvent recevoir l'index 61 ou le majeur de la main gauche 62 du conducteur, qui saisit par ailleurs la jante 5 du volant 3. Ainsi, les déplacements décrits précédemment peuvent être assurés facilement.
Le bloc de commande 40 droit peut être déplacé depuis sa position stable de repos de la figure 3 vers : - une position arrière, active et instable, cette position étant par exemple une position de commande de l'envoi d'un jet de liquide de nettoyage sur la lunette arrière du véhicule automobile, le bloc de commande 40 droit
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passant de sa position de repos à cette position arrière par pivotement vers l'arrière autour de l'axe A 1 correspondant, comme schématisé par la flèche 64 sur la figure 3, - une position avant, active et instable, dans laquelle le bloc de commande 40 droit commande par exemple l'envoi d'un jet de liquide de nettoyage sur le pare-brise, le bloc de commande 40 droit passant de sa position de repos à cette position avant par pivotement autour de l'axe A 1 vers l'avant, comme schématisé par la flèche 66 sur la figure 3, - une première position supérieure, active et stable, dans laquelle le bloc de commande 40 droit commande par exemple le fonctionnement des essuie-glaces suivant un mode à régulation automatique, le bloc 40 droit passant de sa position de repos à cette première position supérieure par pivotement autour de l'axe A2 correspondant vers le haut, comme schématisé par la flèche 68 sur la figure 1, et - une deuxième position supérieure, active et stable, située au-delà de la première position active stable dans le sens de pivotement 68, et qui commande par exemple le fonctionnement des essuie-glaces suivant un mode rapide et continu.
Les déplacements du bloc de commande 40 droit dans les sens 64 et 68 peuvent être assurés grâce à l'index ou au majeur de la main droite du conducteur qui peuvent se loger dans un des évidements 50 du bloc 40 droit, cette main droite saisissant par ailleurs la jante 5. Le déplacement dans le sens 66, c'est à dire vers l'avant, peut être commandé par le pouce de la main droite qui vient prendre appui sur l'arrière du bloc 40 droit en passant par l'espace 46 délimité entre le bouton 34 droit et le bouton 36 droit.
Par ailleurs, la série 31 gauche de boutons peut être dédiée par exemple à la gestion des menus d'un ordinateur de bord du véhicule automobile.
La série 32 gauche de boutons peut être dédiée par exemple à la commande de la régulation de la vitesse du véhicule. La série 31 droite de boutons peut être dédiée à la commande du fonctionnement d'un téléphone et au réglage du volume d'un haut parleur. La série 35 inférieure peut être dédiée par exemple à la sélection d'une source sonore, station de radio ou plage d'un disque compact.
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On notera que la distance entre les blocs de commande 40 et l'enveloppe géométrique de révolution définie par rotation des branches 7 autour de l'axe X-X est supérieure à 20mm. De plus, le corps 29 du coussin central fixe 4 et les différents boutons 32 à 34,36 à 38 et les blocs de commande 40 qu'il porte sont éloignés d'au moins 45mm de la jante 5 du volant 3. Ces deux caractéristiques permettent de limiter les risques d'accrochage intempestifs de ces boutons et de ces blocs et les risques de coincement des doigts d'un conducteur du véhicule automobile.
On notera également que l'extrémité arrière de la colonne de direction 2 est masquée par une gaine 70 (figure1) qui est munie sur chacun de ses côtés latéraux d'une manette 72 de commande séquentielle de la boîte de vitesses du véhicule automobile. Pour autant, la longueur de la gaine 70 n'est pas supérieure à celle d'une gaine classique. En effet, grâce au grand nombre d'organes de commande regroupés sur le coussin central fixe 4, la gaine 7 n'a pas besoin d'être munie de COMMODOS (marque déposée).
Par ailleurs, les blocs de commande 40 possèdent une cinématique proche de celle des COMMODOS (marque déposée), ce qui permet à un conducteur du véhicule automobile de pouvoir maîtriser l'usage des blocs 40 très facilement, sans qu'un apprentissage relativement long ne soit nécessaire.
Dans une variante non représentée, la rotation autour de l'axe A 1 est obtenue grâce à une glissière et une nervure, tandis que la rotation autour de l'axe A2 est obtenue grâce à au moins un arbre d'articulation, à l'inverse de ce qui a été décrit en regard des figures 1 à 5.
De manière plus générale, l'utilisation d'au moins un organe de commande 40 relié au corps 29 du coussin central fixe 4 par une liaison à au moins deux degrés de liberté permettra d'adopter une cinématique peu perturbante pour le conducteur.
A cet égard, on rappelle qu'un solide entièrement libre par rapport à un autre solide possède six degrés de liberté par rapport à ce dernier, trois degrés de liberté correspondant à trois translations indépendantes et les trois autres degrés correspondant à trois rotations indépendantes.
Dans l'exemple décrit ci-dessus, les liaisons entre les blocs 40 et le corps 29 possèdent chacune deux degrés de liberté qui sont des rotations. Bien
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entendu, ces degrés de liberté peuvent être remplacés l'un et/ou l'autre par une translation, et au moins un degré supplémentaire de liberté peut être ajouté, par exemple une rotation autour d'un axe sensiblement orthogonal à l'axe X-X et lié à l'organe 40.
En tout état de cause, le ou chaque organe de commande 40 pourra présenter un nombre varié de positions actives de commande, par exemple, uniquement deux positions actives, ou plus de quatre positions actives, une position active au moins étant toutefois associée à chaque degré de liberté. Les positions actives pourront être indifféremment stables ou instables.
De manière générale également, les organes de commande 40 peuvent avoir toute forme adaptée autre que celle décrite. Les évidements 50 peuvent être également remplacés par d'autres reliefs, par exemple des ergots, ou tout autre système permettant une bonne manipulation des organes de commande 40 par les doigts du conducteur. Il pourra s'agir par exemple d'un revêtement rugueux pour limiter les glissements des doigts du conducteur sur ces organes 40.
On notera également que les manettes 72 de commande séquentielle de la boîte de vitesses peuvent être prévues sur le corps 29 du coussin central 4 plutôt que sur la gaine 70.
En outre, des cadrans, voyants et indicateurs de divers appareils de contrôle peuvent être prévus sur la face arrière 4 du corps 29 du coussin central 44. Il peut s'agir notamment de cadrans, voyants et indicateurs généralement placés sur le combiné de la planche de bord, au-dessus de la gaine 70.
Claims (9)
1. Coussin central (4) pour un ensemble de direction comprenant : - une colonne de direction (2) comprenant un arbre de direction (10) susceptible de tourner autour d'un axe longitudinal (X-X), - un volant (3) comprenant une jante (5) et au moins une branche (7) reliant la jante et l'arbre de direction pour l'entraîner en rotation autour de son axe longitudinal, le coussin central comprenant : - un corps (29), - des moyens (26,28) de montage du corps (29) à l'extrémité arrière de la colonne de direction (2) pour que le corps (29) soit placé sensiblement au centre de la jante (5), à l'arrière de la ou de chaque branche (7), et qu'il soit fixe en rotation lorsque l'arbre de direction tourne, et - au moins un organe (40) de commande d'un équipement fonctionnel du véhicule, l'organe de commande étant lié au corps (29) du coussin central par une liaison à au moins un degré de liberté pour que l'organe de commande soit mobile par rapport au corps entre une position de repos et au moins une position active, caractérisé en ce que la liaison possède au moins un premier degré de liberté, qui permet à l'organe de commande (40) d'être mobile par rapport au corps (29) entre la position de repos et au moins une première position active, et un deuxième degré de liberté, qui permet à l'organe de commande (40) d'être mobile par rapport au corps (29) entre la position de repos et au moins une deuxième position active.
2. Coussin central selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier degré de liberté est une rotation autour d'un premier axe (AI).
3. Coussin central selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier axe de rotation (A 1) est destiné à être sensiblement orthogonal à l'axe longitudinal (X-X) lorsque le corps (29) du coussin central (4) est monté à l'extrémité arrière de la colonne de direction (2).
4. Coussin central selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le deuxième degré de liberté est une rotation autour d'un deuxième axe de rotation (A2).
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5. Coussin central selon la revendication 4, caractérisé en ce que le deuxième axe de rotation (A2) est destiné à être sensiblement parallèle à l'axe longitudinal (X-X) lorsque le corps (29) du coussin central (4) est monté à l'extrémité arrière de la colonne de direction (2).
6. Coussin central selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première position active est destinée à être située en arrière de la position de repos lorsque le corps (29) du coussin central (41) est monté à l'extrémité arrière de la colonne de direction (2).
7. Coussin central selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième position active est destinée à être située audessus de la position de repos lorsque le corps (29) du coussin central (4) est monté à l'extrémité arrière de la colonne de direction (2).
8. Ensemble de direction (1) pour véhicule automobile comprenant : - une colonne de direction (2) comprenant un arbre de direction (10) susceptible de tourner autour d'un axe longitudinal (X-X), - un volant (3) comprenant une jante (5) et au moins une branche (7) reliant la jante et l'arbre de direction pour l'entraîner en rotation autour de son axe longitudinal, - un coussin central (4), le coussin central comprenant lui-même : - un corps (29) placé sensiblement au centre de la jante à l'arrière de la ou de chaque branche (7) et relié à l'extrémité arrière de la colonne de direction pour que le corps (29) soit fixe en rotation lorsque l'arbre de direction tourne, - au moins un organe (40) de commande d'un équipement fonctionnel du véhicule, l'organe de commande étant lié au corps (29) du coussin central par une liaison à au moins un degré de liberté pour que l'organe de commande soit mobile par rapport au corps (29) entre une position de repos et au moins une position active, caractérisé en ce que le coussin central est un coussin selon l'une des revendications précédentes.
9. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de direction selon la revendication 8.
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| DE4436291C1 (de) * | 1994-10-11 | 1995-09-28 | Opel Adam Ag | Kraftfahrzeuglenkrad |
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-
2001
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