FR2886266A1

FR2886266A1 - Steering wheel`s stopping force restoring device for motor vehicle, has activating unit for controlling engagement or disengagement of connection unit based on control signal developed by logic controller from stop indicating signal

Info

Publication number: FR2886266A1
Application number: FR0505291A
Authority: FR
Inventors: Lionel Calegari; Olivier Fauqueux; Olivier Guicherd
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2005-05-26
Publication date: 2006-12-01
Anticipated expiration: 2025-05-26
Also published as: FR2886266B1

Abstract

The device has a steering wheel (3) fixed to a shaft (2), and a pair of units (10, 20) rotatably connected to the shaft and a fixed frame (6), respectively, using a damping unit (14). A connection unit (30) temporarily connects the units (10, 20). An activating unit (40) is fixed on the frame, and controls an engagement or disengagement of the connection unit based on a control signal developed by a logic controller from a stop indicating signal.

Description

Dispositif de restitution d'un effort de butée dansDevice for restitution of a thrust force in

un système de direction découplée d'un véhicule automobile. a decoupled steering system of a motor vehicle.

L'invention concerne un dispositif de restitution de l'effort de butée dans un système de direction découplée pour un véhicule automobile. The invention relates to a device for restitution of the thrust force in a decoupled steering system for a motor vehicle.

Dans les systèmes de direction classiques avec une colonne de direction reliant mécaniquement les roues avec le volant, la restitution au conducteur des sensations de conduite se fait, entre autre, via les roues, la colonne et le volant relié à cette dernière. In conventional steering systems with a steering column mechanically connecting the wheels with the steering wheel, the restitution to the driver driving sensations is done, inter alia, via the wheels, the column and the steering wheel connected thereto.

Dans les véhicules à direction découplée, appelée également Steer by wire , le volant de direction n'est plus relié mécaniquement aux roues directrices. Un arbre de volant, sur lequel le volant est fixé, est monté rotatif sur un support fixe. Un capteur d'angle de volant est monté sur le support et donne une information de position angulaire du volant, et des actionneurs, qui peuvent être hydrauliques ou électriques, agissent pour déterminer la position des roues directrices en fonction de l'information de position du volant. In decoupled vehicles, also called Steer by wire, the steering wheel is no longer mechanically linked to the steering wheels. A steering wheel shaft, on which the steering wheel is fixed, is rotatably mounted on a fixed support. A steering wheel angle sensor is mounted on the support and provides angular position information of the steering wheel, and actuators, which may be hydraulic or electric, act to determine the position of the steering wheels according to the position information of the steering wheel. wheel.

Le lien mécanique entre le volant et les roues étant supprimé, on utilise un dispositif de restitution d'efforts lié à l'arbre de volant pour appliquer un couple de restitution adapté pour que le conducteur ressente une résistance qui se rapproche de celle qu'il ressentirait avec un système à direction mécanique. Un tel dispositif de restitution est généralement composé d'un système actif de type moteur électrique pour fournir le dit couple, et donc fournir au conducteur les informations qui lui sont nécessaires pour sa conduite en roulage ou en parking. The mechanical link between the wheel and the wheels being removed, a force feedback device is used linked to the steering wheel shaft to apply a suitable restitution torque so that the driver feels a resistance which is close to that which he would feel with a mechanical steering system. Such a rendering device is generally composed of an active system of the electric motor type to provide the said torque, and thus provide the driver with the information necessary for his driving in taxi or parking.

Pour compléter cette information, il est aussi nécessaire que le dispositif de restitution puisse signaler au conducteur lorsque les roues directrices du véhicule sont en butées. Le couple nécessaire pour restituer ces butées étant très supérieur à celui nécessaire dans les autres situations de conduite, la mise en place de butées mécaniques sur l'arbre de volant permet d'éviter un surdimensionnement du moteur électrique de restitution, qui serait sinon nécessaire pour fournir le couple élevé représentatif d'un blocage par arrivée en butée. To complete this information, it is also necessary that the restitution device can signal to the driver when the steering wheels of the vehicle are in abutment. The torque necessary to restore these stops being much higher than that required in other driving situations, the establishment of mechanical stops on the steering wheel shaft avoids oversizing of the electric motor restitution, which would otherwise be necessary for provide the high torque representative of a blocking by arrival in abutment.

D'autre part, on sait que les systèmes à direction découplée permettent une variation du rapport entre l'angle de rotation du volant et l'angle de pivotement des roues, par exemple pour adapter ce rapport en fonction des conditions de conduite. Il en résulte que les butées du volant doivent pouvoir être variables, de manière à accommoder le fait que, alors que l'angle maximum de pivotement des roues est fixe, l'angle maximum de rotation du volant peut varier en fonction du dit rapport entre l'angle du volant et l'angle de pivotement des roues. On the other hand, it is known that decoupled steering systems allow a variation of the ratio between the steering wheel rotation angle and the pivot angle of the wheels, for example to adapt this ratio depending on the driving conditions. As a result, the stops of the steering wheel must be variable, so as to accommodate the fact that, while the maximum pivoting angle of the wheels is fixed, the maximum angle of rotation of the steering wheel may vary depending on the said ratio between the steering wheel angle and the swivel angle of the wheels.

Le document EP-1205372 décrit un système qui vise à répondre à ce besoin, par l'utilisation d'un train épicycloïdal raccordé sur l'arbre de volant et qui agit comme un réducteur variable entre l'arbre de volant et des moyens de butée mécanique comportant un doigt de butée rotatif coopérant avec une butée fixe, pour modifier la position relative entre le volant et les dits moyens de butée en fonction du rapport entre l'angle du volant et l'angle de pivotement des roues. Pour cela, le calculateur électronique qui commande le pivotement des roues en fonction de la position du volant, et qui détermine donc le rapport entre l'angle du volant et l'angle de pivotement des roues, pilote également un moteur électrique qui agit sur un des éléments du train épicycloïdal pour faire varier l'angle de rotation entre l'arbre de volant et le doigt de butée rotatif. EP-1205372 discloses a system which aims to meet this need, by the use of an epicyclic gear connected to the flywheel shaft and which acts as a variable reducer between the flywheel shaft and stop means mechanical comprising a rotary stop finger cooperating with a fixed stop, to change the relative position between the wheel and said stop means according to the ratio between the steering wheel angle and the pivot angle of the wheels. For this, the electronic computer which controls the pivoting of the wheels according to the position of the steering wheel, and which therefore determines the ratio between the steering wheel angle and the pivot angle of the wheels, also drives an electric motor which acts on a wheel. elements of the epicyclic gear train to vary the angle of rotation between the flywheel shaft and the rotary stop finger.

Ce système présente cependant l'inconvénient d'utiliser un réducteur coûteux, qui peut être source de bruits. De plus, il peut être difficile de piloter correctement l'angle de butée. However, this system has the disadvantage of using an expensive reducer, which can be a source of noise. In addition, it may be difficult to correctly control the abutment angle.

La présente invention a pour but de résoudre ces problèmes et vise en particulier à s'affranchir de l'utilisation d'un moteur électrique supplémentaire, s'ajoutant au moteur de restitution de couple et étant spécifiquement dédié uniquement à la gestion des butées, en remplaçant ce moteur par un autre actionneur moins coûteux et de mise en oeuvre moins compliquée. Elle vise aussi à éviter les bruits parasites pouvant survenir, notamment lors de l'arrivée en butée. Elle vise encore à réduire le coût par suppression d'un réducteur complexe. The present invention aims to solve these problems and aims in particular to overcome the use of an additional electric motor, adding to the torque feedback engine and being specifically dedicated solely to the management of stops, in replacing this engine with another less expensive actuator and implementation less complicated. It also aims to avoid the spurious noise that may occur, especially when arriving abutting. It also aims to reduce the cost by removing a complex reducer.

Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un dispositif de restitution de l'effort de 2886266 4 butée dans un système de direction découplée pour un véhicule automobile, comportant un arbre de volant sur lequel un volant de direction est fixé et qui est monté rotatif par rapport à un bâti fixe, et un système de butée de rotation agencé pour fournir une ou des butées aptes à s'opposer à une rotation volant, les positions du volant dans lesquels les dites butées limitent la rotation du volant étant ajustables. With these objectives in view, the object of the invention is a device for restoring the abutment force 2886266 in a decoupled steering system for a motor vehicle, comprising a steering wheel shaft on which a steering wheel is fixed and which is rotatably mounted relative to a fixed frame, and a rotational stop system arranged to provide one or more stops capable of opposing a flying rotation, the steering wheel positions in which the said stops limit the rotation of the steering wheel being adjustable .

Selon l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce que système de butée comporte un premier élément lié en rotation à l'arbre du volant et un deuxième élément lié en rotation au bâti fixe, et des moyens de liaison en rotation agencés pour lier mécaniquement temporairement les dits premier et deuxième éléments en rotation, et des moyens d'actionnement pour commander un engagement ou un dégagement des dits moyens de liaison en fonction d'un signal de commande élaboré par un calculateur à partir d'un signal d'indication de butée de pivotement des roues du véhicule. According to the invention, this device is characterized in that the abutment system comprises a first element rotatably connected to the flywheel shaft and a second element rotatably connected to the fixed frame, and rotational linking means arranged to mechanically link temporarily said first and second rotating elements, and actuating means for controlling a commitment or a release of said connection means as a function of a control signal produced by a computer from a signal indication of pivoting stop of the wheels of the vehicle.

Ainsi, il suffit de commander les moyens d'actionnement, lorsque les roues du véhicule arrivent en butée de pivotement, pour engager les premier et deuxième éléments ensemble, et procurer ainsi l'effet de butée recherché, indépendamment de la position en rotation du volant. La butée de pivotement est en fait définie par un angle de pivotement maximum prédéfini. Le dégagement de la butée se fait à partir de la mesure d'un effort appliqué sur le volant par le conducteur, et à partir duquel on détermine sa volonté de sortir de la position de butée. Thus, it is sufficient to control the actuating means, when the vehicle wheels come into pivoting abutment, to engage the first and second elements together, and thus provide the desired abutment effect, regardless of the rotational position of the steering wheel. . The pivot stop is in fact defined by a predefined maximum pivot angle. The release of the stop is made from the measurement of a force applied to the steering wheel by the driver, and from which one determines his desire to exit the stop position.

L'invention permet de remplacer les systèmes compliqués et coûteux de réducteurs et moteurs complémentaires selon l'art antérieur, par un système simple et économique, facilement adaptable sur l'arbre de volant ou sur un arbre quelconque lié en rotation au volant, tel que l'arbre d'un moteur de restitution d'effort. The invention makes it possible to replace the complicated and expensive systems of gearboxes and complementary engines according to the prior art, by a simple and economical system, easily adaptable to the steering wheel shaft or to any shaft linked in rotation to the steering wheel, such as the shaft of a force restoration engine.

Selon une disposition préférentielle, les dits premier et deuxième éléments ont des parties frontales respectives qui sont situées en face l'une de l'autre et les moyens de liaison en rotation comportent des organes de liaison agencés sur les dites faces frontales pour coopérer entre eux pour lier les dits premier et deuxième éléments en rotation lorsque les dites parties frontales sont approchées l'une contre l'autre par les moyens d'actionnement. Cette disposition permet de placer le dispositif en extrémité d'arbre, dans l'alignement axial de celui-ci, et en limitant l'encombrement supplémentaire requis. According to a preferred arrangement, said first and second elements have respective front portions which are opposite each other and the rotational connection means comprise connecting elements arranged on said end faces to cooperate with one another. to bind said first and second elements in rotation when said front parts are approached against each other by the actuating means. This arrangement makes it possible to place the device at the shaft end, in the axial alignment thereof, and by limiting the additional space required.

Selon un premier mode de réalisation, le premier élément est fixe sur l'arbre du volant ou sur un arbre secondaire lié en rotation à l'arbre du volant, et le deuxième élément est coulissant axialement par rapport au bâti, les moyens d'actionnement agissant sur le dit deuxième élément pour le déplacer axialement. According to a first embodiment, the first element is fixed on the steering wheel shaft or on a secondary shaft rotatably connected to the steering wheel shaft, and the second element is axially slidable relative to the frame, the actuating means acting on said second element to move axially.

Alternativement, le premier élément peut être monté coulissant axialement sur l'arbre du volant ou sur un arbre secondaire lié en rotation à l'arbre du volant, et le deuxième élément est alors fixe par rapport au bâti, les moyens d'actionnement agissant sur le dit premier élément pour le déplacer axialement. Alternatively, the first element can be mounted sliding axially on the shaft of the steering wheel or on a secondary shaft rotatably connected to the flywheel shaft, and the second element is then fixed relative to the frame, the actuating means acting on said first element to move axially.

Quel que soit le cas, les moyens d'actionnement seront préférentiellement fixés sur le bâti fixe, pour éviter l'ajout d'inertie en rotation et le passage de l'énergie de commande des dits moyens d'actionnement sur un système tournant. Whatever the case, the actuating means will preferably be fixed on the fixed frame, to avoid the addition of rotational inertia and the passage of the control energy of said actuating means on a rotating system.

Selon une autre disposition préférentielle, les organes de liaison comportent des dents, au moins un des éléments comportant une pluralité de dents réparties angulairement sur sa surface frontale, ceci afin de permettre d'assurer la butée du volant dans le maximum de positions possibles en rotation. Pour faciliter l'engagement et le dégagement des dents leur section sera préférentiellement de forme triangulaire, cette forme n'étant nullement limitative, de même que la matière de ces dents qui peuvent être réalisées en métal ou plastique dur, composite, kevlar , nylon , etc. Préférentiellement encore, la liaison en rotation d'au moins un des premier et deuxième éléments avec l'arbre ou le bâti est assurée par un moyen d'amortissement, qui permet de restituer la sensation de "ressort" d'une butée d'un système de direction classique, ainsi que d'amortir les chocs de mise en butée et de réduire les bruits en résultant. Un tel moyen amortissant, par sa capacité de déformation, permet aussi d'éviter d'avoir un système hyperstatique qui pourrait rester bloqué sous effort malgré une demande de désolidarisation des moyens d'actionnement. According to another preferred arrangement, the connecting members comprise teeth, at least one of the elements comprising a plurality of teeth distributed angularly on its front surface, so as to ensure the stop of the steering wheel in the maximum of possible rotational positions. . To facilitate engagement and clearance of the teeth their section will preferably triangular shape, this form is not limiting, as the material of these teeth that can be made of metal or hard plastic, composite, Kevlar, nylon, etc. Also preferably, the connection in rotation of at least one of the first and second elements with the shaft or the frame is provided by a damping means, which makes it possible to restore the feeling of "spring" of a stop of a conventional steering system, as well as damping impact shocks and reducing the resulting noise. Such damping means, by its deformation capacity, also avoids having a hyperstatic system that could remain stuck under effort despite a request for separation of the actuating means.

Selon une disposition particulière, le moyen d'amortissement comprend un premier jeu d'ailettes rigides solidaires d'un des éléments et imbriquées avec les ailettes d'un deuxième jeu d'ailettes rigides solidaires de l'arbre, ou du bâti, l'ensemble des ailettes étant noyé dans une pièce d'amortissement en caoutchouc ou matériau déformable similaire. Cette disposition permet d'avoir à la fois un amortissement au moment de la mise en butée du volant, et une butée mécanique positive au final, lorsque le matériau déformable arrive au maximum de ses capacités de déformation en compression. According to a particular provision, the damping means comprises a first set of rigid fins integral with one of the elements and nested with the fins of a second set of rigid fins integral with the shaft, or the frame, the set of fins being embedded in a rubber damping piece or similar deformable material. This arrangement makes it possible to have both a damping at the time of abutment of the steering wheel, and a positive mechanical abutment in the end, when the deformable material reaches the maximum of its compressive deformation capabilities.

Selon un premier mode de fonctionnement des moyens d'actionnement, le dispositif comporte des moyens de rappel élastique agencés pour maintenir les moyens de liaison en engagement, et les moyens d'actionnement sont agencés pour provoquer sur commande un dégagement des moyens de liaison, en agissant à l'encontre de l'effort exercé par les dits moyens de rappel. Avec ce mode de fonctionnement, le dispositif peut aussi être utilisé comme verrou électrique de la direction, et également sur un véhicule comportant une direction assistée électrique. According to a first mode of operation of the actuating means, the device comprises elastic return means arranged to maintain the connection means in engagement, and the actuating means are arranged to cause on command a release of the connecting means, in acting against the effort exerted by the said means of recall. With this mode of operation, the device can also be used as an electric lock of the steering, and also on a vehicle having an electric power steering.

Selon un deuxième mode de fonctionnement, des moyens de rappel élastique sont agencés pour maintenir les moyens de liaison en dégagement, et les moyens d'actionnement sont agencés pour provoquer sur commande un engagement des moyens de liaison, en agissant à l'encontre de l'effort exercé par les dits moyens de rappel. According to a second mode of operation, resilient return means are arranged to maintain the connection means in disengagement, and the actuating means are arranged to cause on command a commitment of the connecting means, acting against the effort exerted by said means of recall.

Selon d'autres dispositions particulières: - les moyens d'actionnement comportent un électro-aimant. According to other particular provisions: - the actuating means comprise an electromagnet.

- l'élément coulissant est lié en rotation par des rainures ou cannelures. the sliding element is connected in rotation by grooves or grooves.

- le premier élément et le deuxième élément sont guidés axialement l'un par rapport à l'autre par une tige axiale de guidage d'un élément inséré à coulissement dans un alésage axial de l'autre élément. - The first element and the second element are guided axially relative to each other by an axial shaft for guiding a member slidably inserted into an axial bore of the other element.

Selon une variante de réalisation, les moyens de liaison en rotation comportent un verrou mobile radialement et lié en rotation à un des premier et deuxième éléments, et agencé pour coopérer, sous l'effet des moyens d'actionnement, avec des dentures réparties circonférentiellement à la périphérie de l'autre élément. According to an alternative embodiment, the rotating connection means comprise a radially movable latch rotatably connected to one of the first and second elements, and arranged to cooperate, under the effect of the actuating means, with teeth distributed circumferentially to the periphery of the other element.

D'autres caractéristiques et avantages Other features and benefits

apparaîtront dans la description qui va être faite will appear in the description that will be made

d'un dispositif de restitution de l'effort de butée conforme à l'invention, et de diverses variantes de réalisation. a device for restitution of the thrust force according to the invention, and various embodiments.

On se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale du dispositif, - la figure 2 est une représentation schématique d'un premier mode d'implantation du dispositif sur l'arbre du volant de direction, - les figures 3 et 4 représentent deux variantes d'implantation possibles, - les figures 5 à 7 illustrent les formes et disposition des moyens de liaison du dispositif, la figure 8 est une représentation en coupe transversale des moyens d'amortissement, - la figure 9 est un graphique représentant les variations du couple ressenti sur le volant en fonction de sa position par rapport à la butée, - la figure 10 illustre une variante de réalisation des moyens d'actionnement, - la figure 11 illustre une variante de fonctionnement des moyens d'actionnement, - la figure 12 illustre schématiquement une variante selon laquelle l'élément mobile axialement est mobile sur l'arbre du volant, la figure 13 illustre une variante dans laquelle la butée est fournie par un verrou se déplaçant radialement. 1 is a cross-sectional view of the device, FIG. FIGS. 3 and 4 show two possible implantation variants; FIGS. 5 to 7 illustrate the shapes and arrangement of the connection means of the device, FIG. 8 is a cross-sectional representation of the damping means, FIG. 9 is a graph showing the variations of the torque felt on the steering wheel as a function of its position relative to the stop, - Figure 10 illustrates an alternative embodiment of the actuating means, - Figure 11 illustrates an alternative embodiment of the operating means. FIG. 12 schematically illustrates a variant in which the axially movable element is movable on the steering wheel shaft, FIG. 13 illustrates a variant in which the ute is provided by a latch moving radially.

Le dispositif 1 de restitution de l'effort de butée, représenté figure 1 est monté entre l'extrémité d'un arbre, qui peut être directement l'arbre 2 du volant 3 ou l'arbre 4 du moteur 5 de restitution d'effort, comme on va le voir par la suite, et un bâti fixe 6. The device 1 for restitution of the thrust force, represented in FIG. 1, is mounted between the end of a shaft, which can be directly the shaft 2 of the flywheel 3 or the shaft 4 of the force-delivery motor 5 , as we will see later, and a fixed frame 6.

La figure 2 illustre le cas d'un montage du dispositif 1 directement sur l'extrémité de l'arbre 2 du volant 3, le moteur 5 de restitution de l'effort au volant restant disposé de manière classique et lié en rotation à l'arbre 2 du volant par un réducteur 7. FIG. 2 illustrates the case of a mounting of the device 1 directly on the end of the shaft 2 of the flywheel 3, the restitution motor 5 of the remaining steering wheel force arranged in a conventional manner and connected in rotation to the shaft 2 of the steering wheel by a gearbox 7.

Un avantage de cette disposition est que l'utilisation du dispositif n'est pas alors limitée à une architecture mécanique où un moteur entraîne le volant, et peut donc en particulier être envisagée dans des solutions de restitution de l'effort au volant semi-passives (actionneur n'agissant pas directement sur le volant) ou passive (sans actionneur).Un autre avantage est que les efforts liés à la restitution des butées ne passent pas par le réducteur qui n'a donc pas besoin d'être dimensionné pour ceux-ci mais seulement pour ceux nécessaire à la restitution en roulage et en parking. An advantage of this arrangement is that the use of the device is not then limited to a mechanical architecture where a motor drives the steering wheel, and can therefore be particularly considered in solutions for restitution of the effort at the steering wheel semi-passive (Actuator not acting directly on the steering wheel) or passive (without actuator). Another advantage is that the efforts related to the return of the stops do not pass through the reducer which does not need to be sized for those - but only for those necessary for restitution in taxi and parking.

Par contre, le dispositif ne bénéficiant pas alors de la réduction de couple offerte par le réducteur 7, le couple de dimensionnement du système est important (typiquement supérieur à 3ONm), et en conséquence l'encombrement du dispositif peut être important. On the other hand, since the device does not benefit from the torque reduction offered by the gearbox 7, the design dimensioning torque of the system is large (typically greater than 3 μm), and consequently the size of the device can be significant.

Les figures 3 et 4 illustrent le cas d'un montage du dispositif 1 sur l'une et l'autre extrémité de l'arbre 4 du moteur de restitution 5. Figures 3 and 4 illustrate the case of a mounting of the device 1 on one and the other end of the shaft 4 of the rendering motor 5.

Les avantages de cette disposition sont que le dispositif bénéficie alors du système de réducteur, et les efforts de butée nécessaires sont divisés par le rapport de réduction du réducteur 7 au rendement prés, et donc le volume du dispositif est plus petit. Par ailleurs, le dispositif peut être inclus dans la conception et la réalisation du dispositif de restitution d'effort au volant, permettant ainsi d'avoir un ensemble "prêt à monter". The advantages of this arrangement are that the device then benefits from the gearbox system, and the necessary thrust forces are divided by the reduction ratio of the gearbox 7 to the near efficiency, and therefore the volume of the device is smaller. Moreover, the device can be included in the design and implementation of the device for restitution of effort to the steering wheel, thus allowing to have a set "ready to assemble".

Par contre, cette configuration nécessite un système de restitution actif avec un moteur 5 électrique lié au volant, via un réducteur ou non. On the other hand, this configuration requires an active restitution system with an electric motor linked to the steering wheel, via a reducer or not.

Le dispositif 1 dans son mode de réalisation représenté figure 1 comprend: - un premier élément 10 lié en rotation et en translation à l'arbre du volant 2, par l'intermédiaire d'un moyen d'amortissement 14, - un deuxième élément 20 lié en rotation au bâti fixe 6, et coulissant axialement par rapport au bâti, - des moyens 30 de liaison en rotation agencés pour pouvoir lier temporairement les dits premier 10 et deuxième 20 éléments en rotation, - des moyens d'actionnement 40 agissant sur le deuxième élément 20 pour le déplacer axialement pour commander un engagement des moyens de liaison en fonction d'un signal de commande élaboré par un calculateur, non représenté, à partir d'un signal d'indication de butée de pivotement des roues du véhicule. The device 1 in its embodiment shown in FIG. 1 comprises: a first element 10 connected in rotation and in translation with the shaft of the flywheel 2, by means of damping means 14, a second element 20 linked in rotation to the fixed frame 6, and sliding axially with respect to the frame, - means 30 of rotational connection arranged to be able to temporarily link the said first 10 and second 20 elements in rotation, - actuating means 40 acting on the second element 20 for moving it axially to control engagement of the connecting means as a function of a control signal developed by a computer, not shown, from a wheel end stop indication signal of the vehicle wheels.

Les moyens 30 de liaison en rotation comportent des organes de liaison, constitués de jeux de dents 31 agencées respectivement sur des parties frontales 11 et 21, situées l'une en face de l'autre, des deux éléments 10 et 20, pour coopérer entre elles pour lier ces deux éléments en rotation lorsque les parties frontales 11, 21 sont amenées l'une contre l'autre par les moyens d'actionnement 40. Les figures 5 à 6 illustrent un mode de réalisation par exemple de la partie frontale 11, dont les dents 31 de section triangulaire, sont réparties angulairement, comme on le voit figure 5, la figure 6 montrant la dite partie frontale vue de côté. The means 30 for connection in rotation comprise connecting members consisting of sets of teeth 31 respectively arranged on front portions 11 and 21, situated opposite one another, of the two elements 10 and 20, to cooperate between they for linking these two elements in rotation when the front parts 11, 21 are brought against each other by the actuating means 40. FIGS. 5 to 6 illustrate an embodiment, for example of the front part 11, whose teeth 31 of triangular section, are distributed angularly, as shown in Figure 5, Figure 6 showing the said front portion as seen from the side.

De plus les deux éléments 10 et 20 sont aussi guidés axialement l'un par rapport à l'autre par une tige axiale 22 du deuxième élément insérée à coulissement dans un alésage axial 12 du premier élément. In addition, the two elements 10 and 20 are also guided axially relative to each other by an axial rod 22 of the second element slidably inserted into an axial bore 12 of the first element.

La partie frontale 11 du premier élément 10 est liée par les moyens d'amortissement 14 à un flasque 13 qui est lui-même maintenu sur l'extrémité l'arbre 2 par exemple par une goupille 21. Les moyens d'amortissement 14, représentés schématiquement en coupe transversale figure 8, comportent un premier jeu d'ailettes rigides 141 solidaires de la partie frontale 11 et imbriquées entre les ailettes d'un deuxième jeu d'ailettes rigides 142 solidaires du flasque 13 lié à l'arbre 2. L'ensemble des ailettes 141, 142 est noyé dans une pièce d'amortissement 143 en caoutchouc. Comme on le comprendra aisément, cet agencement permet d'obtenir une certaine souplesse autorisant un pivotement relatif de la partie frontale 11 et du flasque 13 sous l'effet du couple exercé lors de l'engagement des dents des deux éléments 10 et 20 lors de l'arrivée en butée de rotation, ce qui permet d'amortir cette arrivée en butée, tout en offrant une grande rigidité ensuite après la torsion, et la compression entre les ailettes, de la pièce d'amortissement sous l'effet du dit pivotement relatif. The front portion 11 of the first element 10 is connected by the damping means 14 to a flange 13 which is itself held on the end of the shaft 2 for example by a pin 21. The damping means 14, shown schematically in cross section FIG. 8, comprise a first set of rigid fins 141 integral with the front part 11 and nested between the fins of a second set of rigid fins 142 secured to the flange 13 connected to the shaft 2. The all fins 141, 142 is embedded in a damping piece 143 of rubber. As will be readily understood, this arrangement makes it possible to obtain a certain flexibility allowing a relative pivoting of the front portion 11 and of the flange 13 under the effect of the torque exerted during the engagement of the teeth of the two elements 10 and 20 during the arrival rotational abutment, which damps the arrival abutment, while providing great rigidity after the torsion, and the compression between the fins, of the damping piece under the effect of said pivoting relative.

L'intérêt de ces moyens d'amortissement est illustré par le graphique de la figure 9, qui montre à titre d'exemple les variations du couple au volant en fonction de son angle de rotation, à l'approche de la butée. Le tracé 91 correspond à l'évolution du couple pour une vitesse angulaire du volant de 200 /seconde, et le tracé 92 correspond à une vitesse angulaire sensiblement plus élevée, de 700 /seconde. The interest of these damping means is illustrated by the graph of FIG. 9, which shows by way of example the variations of the steering wheel torque as a function of its angle of rotation, as it approaches the stop. The plot 91 corresponds to the evolution of the torque for a steering wheel angular velocity of 200 / second, and the track 92 corresponds to a substantially higher angular velocity of 700 / second.

Le guidage en translation et l'immobilisation en rotation du deuxième élément 20 par rapport au guide est assurée par des rainures ou cannelures 23 réalisées respectivement sur un fut 24 du deuxième élément et dans un alésage d'un guide 61 fixé sur le bâti par exemple par des vis 62. Un ressort de rappel 25 travaillant en compression est placé autour du fut 24 du deuxième élément 20, entre une rondelle 26 fixée sur l'extrémité du fut et la plaque de fixation 63 du guide, pour rappeler le deuxième élément 20 dans sa position, représentée figure 1, dégagée par rapport au premier élément 10. Le guide rainuré 61 est préférentiellement réalisé au moins en partie dans un matériau favorable au coulissement, par exemple en téflon , et les rainures pourront être de forme triangulaire pour éviter les jeux et les bruits. The guide in translation and the immobilization in rotation of the second element 20 relative to the guide is provided by grooves or grooves 23 formed respectively on a fut 24 of the second element and in a bore of a guide 61 fixed on the frame for example by screws 62. A return spring 25 working in compression is placed around the fut 24 of the second element 20, between a washer 26 fixed on the end of the fut and the fixing plate 63 of the guide, to recall the second element 20 in its position, represented in FIG. 1, disengaged with respect to the first element 10. The grooved guide 61 is preferably made at least partly in a material that is favorable to sliding, for example in Teflon, and the grooves may be triangular in shape to avoid games and noises.

Les moyens d'actionnement 40 comportent typiquement un actionneur électromagnétique, réalisé sous la forme d'une bobine 41 d'électroaimant placée autour du guide 61 et fixée sur celui-ci. La bobine 141 est donc fixe par rapport au bâti 6 et agit sur l'élément 20, réalisé au moins partiellement à cet effet en métal magnétique, pour le faire coulisser axialement dans le guide 61, à l'encontre de l'action du ressort 25. The actuating means 40 typically comprise an electromagnetic actuator, in the form of an electromagnet coil 41 placed around the guide 61 and fixed thereto. The coil 141 is thus fixed relative to the frame 6 and acts on the element 20, made at least partially for this purpose of magnetic metal, to slide axially in the guide 61, against the action of the spring 25.

Dans le cas de l'exemple présenté figure 1, l'enclenchement de la butée nécessite l'alimentation de la bobine 41, et c'est le ressort qui assure le dégagement des moyens de liaison 30 lorsque l'alimentation de la bobine est supprimée. La rondelle 26 sera alors en matériau magnétique et la partie frontale 21 sera dans un matériau non magnétique. In the case of the example shown in Figure 1, the engagement of the stop requires the supply of the coil 41, and it is the spring which ensures the release of the connecting means 30 when the supply of the coil is removed . The washer 26 will then be magnetic material and the front portion 21 will be in a non-magnetic material.

Dans la variante présentée figure 11, les moyens de liaison 30 sont en prise au repos, sans alimentation de la bobine, du fait de l'effort exercé par le ressort 25 placé à cet effet, dans ce cas, de l'autre côté du guide 61, c'est à dire entre le dit guide 61 et la partie frontale 21 du deuxième élément. Dans ce cas, le déverrouillage de la butée nécessite l'alimentation de la bobine 41, la partie frontale 21 étant alors en un matériau magnétique. In the variant shown in FIG. 11, the connecting means 30 are engaged at rest, without feeding the coil, because of the force exerted by the spring 25 placed for this purpose, in this case, on the other side of the guide 61, that is to say between said guide 61 and the front portion 21 of the second element. In this case, the unlocking of the stopper requires the supply of the coil 41, the front portion 21 then being made of a magnetic material.

Afin d'avoir un système plus robuste aux défaillances, une variante mettant en uvre une redondance de la partie active de l'actionneur peut être envisagée. In order to have a more robust system with failures, a variant implementing a redundancy of the active part of the actuator can be envisaged.

Un premier mode de réalisation de cette redondance consiste à procéder à un bobinage croisé de la bobine 41 permettant d'avoir, dans le même emplacement deux bobinages pour le même circuit magnétique et ainsi une redondance intrinsèque. Cette disposition présente l'avantage d'un bobinage deux fils en main, facile à mettre en uvre, sans modification du circuit magnétique, mais dans le cas par exemple d'un échauffement conduisant à la destruction d'un des bobinages, l'autre bobinage risque d'être aussi impacté. A first embodiment of this redundancy is to proceed to a cross winding of the coil 41 to have, in the same location two coils for the same magnetic circuit and thus an intrinsic redundancy. This arrangement has the advantage of a two-wire winding in hand, easy to implement, without modification of the magnetic circuit, but in the case for example of a heating leading to the destruction of one of the windings, the other winding may also be affected.

Un deuxième mode de réalisation de cette redondance consiste à superposer deux bobines identiques 41a, 41b, comme illustré figure 10, ce qui présente l'avantage d'une grande robustesse aux défaillances, du fait qu'il n'y a pas de mode commun entres les deux bobines. A second embodiment of this redundancy consists in superimposing two identical coils 41a, 41b, as illustrated in FIG. 10, which has the advantage of a great resistance to failures, since there is no common mode between the two coils.

La figure 12 illustre encore une autre variante, dans laquelle le deuxième élément 20 et sa partie frontale 21 sont fixes par rapport au bâti, liés à celui ci par des moyens d'amortissement 28, et le premier élément 10 est monté coulissant sur l'arbre 2 du volant ou l'arbre du moteur de restitution d'effort. Le système d'actionnement 40 est fixé sur le bâti 5, et agit sur le dit premier élément 10, pour l'engager ou le dégager du deuxième élément 20. FIG. 12 illustrates yet another variant, in which the second element 20 and its front portion 21 are fixed with respect to the frame, connected thereto by damping means 28, and the first element 10 is slidably mounted on the shaft 2 of the steering wheel or the shaft of the engine of restitution of effort. The actuating system 40 is fixed on the frame 5, and acts on said first element 10, to engage or disengage it from the second element 20.

La figure 13 illustre encore une autre variante selon laquelle les moyens de liaison en rotation comportent un verrou 35 mobile radialement et lié en rotation à un des premier et deuxième éléments, et agencé pour coopérer, sous l'effet des moyens d'actionnement, avec des dentures 36 réparties circonférentiellement à la périphérie d'une bague 37 liée en rotation à l'autre élément. FIG. 13 illustrates another variant according to which the rotational connection means comprise a latch 35 that is radially movable and rotatably connected to one of the first and second elements, and arranged to cooperate, under the effect of the actuating means, with teeth 36 distributed circumferentially at the periphery of a ring 37 rotatably connected to the other element.

L'invention n'est pas limitée aux différents exemples et variantes de réalisation décrits ci-dessus. The invention is not limited to the various examples and embodiments described above.

En particulier, la liaison de l'élément fixe en translation axiale sur l'arbre ou le bâti pourrait aussi être rigide, c'est à dire sans organe d'amortissement. D'autres moyens d'actionnement que les bobines d'électroaimant pourraient aussi être utilisés. In particular, the connection of the fixed element in axial translation on the shaft or the frame could also be rigid, that is to say without damping member. Other actuating means than the electromagnet coils could also be used.

Claims

1. Device (1) for restoring the thrust force in a decoupled steering system for a motor vehicle, comprising a steering wheel shaft (2) on which a steering wheel (3) is fixed and which is rotatably mounted by relative to a fixed frame (6), and a rotational stop system arranged to provide one or more stops capable of opposing a flying rotation, the positions of the steering wheel in which said stops limit the rotation of the steering wheel being adjustable, characterized in that the stop system comprises a first member (10) rotatably connected to the flywheel shaft and a second member (20) rotatably connected to the fixed frame (6), and rotational link means (30). ) arranged to temporarily bind said first and second rotating members, and actuating means (40) for controlling engagement or disengagement of said connecting means as a function of a control signal generated by a party calculator. r a signal indicating the stop of pivoting of the wheels of the vehicle.

2. Device according to claim 1, characterized in that said first and second elements have front portions (11, 21) respectively which are located opposite each other and the connecting means in rotation (30) comprise connecting members (31) arranged on said front portions to cooperate with one another to bind said first and second elements in rotation when said front parts are brought against each other by the actuating means (40). ).

3. Device according to claim 2, characterized in that the first element (10) is fixed on the shaft (2) of the steering wheel or on a secondary shaft (4) rotatably connected to the shaft of the steering wheel, and the second element (20) is axially slidable relative to the frame (6), the actuating means (40) acting on said second element (20) to move it axially.

4. Device according to claim 2, characterized in that the first element (10) is axially slidable on the shaft of the wheel (2) or on a secondary shaft (4) rotatably connected to the shaft of the wheel, and the second element (20) is fixed relative to the frame (6), the actuating means (40) acting on said first element (10) to move it axially.

5. Device according to claim 2, characterized in that the connecting members comprise teeth (31), at least one of the elements comprising a plurality of teeth angularly distributed on the surface of its front portion.

6. Device according to claim 5, characterized in that the section of the teeth (31) is triangular in shape.

7. Device according to claim 1, characterized in that the connection in rotation of at least one of the first and second elements (10, 20) with the shaft (2) or the frame (6) is provided by means of damping (14, 28).

8. Device according to claim 7, characterized in that the damping means (14) comprises a first set of rigid fins (141) integral with one of the elements and nested with the fins (142) of a second set rigid fins integral with the shaft (2), or the frame, the set of fins being embedded in a rubber damping piece (143).

9. Device according to claim 1, characterized in that it comprises elastic return means (25) arranged to maintain the connecting means (30) in engagement, and the actuating means (40) are arranged to cause on controls release of the connecting means, acting against the force exerted by said biasing means.

10. Device according to claim 1, characterized in that it comprises elastic return means (25) arranged to maintain the connecting means (30) in relief, and the actuating means (40) are arranged to cause on controls a commitment of the connecting means, acting against the force exerted by the said return means.

11. Device according to claim 1, characterized in that the actuating means comprise an electromagnet (41).

12. Device according to claim 2, characterized in that the sliding element (20) is rotatably connected by grooves or grooves (23).

13. Device according to claim 2, characterized in that the first element (10) and the second element (20) are guided axially relative to each other by an axial rod (22) for guiding an element. slidably inserted into an axial bore (12) of the other member.

14. Device according to claim 1, characterized in that the rotational connection means comprise a latch (35) radially movable and rotatably connected to one of the first and second elements, and arranged to cooperate, under the effect of the means of actuation, with teeth (36) distributed circumferentially at the periphery of the other element.

15. Use of a device as defined in claim 9 as an electric steering lock on a vehicle having an electric power steering.