FR3141670A1 - Colonne de direction munie d’un verrou - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet une colonne de direction (10) comprenant une base de support et un organe de direction (16), et comprenant : - un support mobile (20) qui est monté pivotant par rapport à la base de support (14), - un tube inférieur (24) qui est monté coulissant dans le support mobile (20), - un tube supérieur (26) qui est monté coulissant dans le corps coulissant (24), Le support mobile (20) comporte un verrou (30) qui comporte un état verrouillé dans lequel il retient axialement le corps coulissant (24) en position déployée et un état déverrouillé dans lequel il libère le corps coulissant (24), et la base de support comporte une surface de commande (32) prévue pour provoquer le déverrouillage du verrou (30) lorsque le support mobile (20) pivote jusqu’à sa position haute d’escamotage. Figure pour l'abrégé : Figure 5.
Description
La présente invention concerne une colonne de direction de véhicule, notamment prévue pour être utilisée dans un véhicule automobile apte à fonctionner dans un mode de conduite manuel, ou conduite assistée, et dans un mode de conduite déléguée, ou conduite autonome.
Dans un véhicule, la colonne de direction transmet la rotation du volant jusqu’aux roues pour modifier leur orientation, par exemple selon l’ordre suivant : le volant, la colonne de direction, l’axe intermédiaire, la crémaillère et enfin les roues.
Certains véhicules automobiles peuvent être équipés d’un système d’aide à la conduite permettant au conducteur de déléguer au moins temporairement la conduite du véhicule à une unité centrale de commande. Il s’agit alors d’un mode de conduite déléguée, ou mode de conduite autonome ou automatique.
De tels véhicules se trouvent, lors des phases de conduite en mode autonome, avec un volant qui devient inutile et encombrant. Des systèmes permettent d’éviter la rotation du volant liée à la rotation des roues et permettent des courses d’ajustement supplémentaires en profondeur et en hauteur pour repousser le volant vers une position escamotée qui est plus confortable pour le conducteur. Un tel système d’ajustement en profondeur peut comporter un système télescopique à deux étages permettant de réaliser des courses supérieures à 100 mm et pouvant aller jusqu’à 250 mm. Un premier étage peut être réalisé avec un système comportant un tube supérieur et un corps coulissant, ou tube inférieur, et des paliers de friction générant un effort de l’ordre de 500 N et permettant de réaliser la course de réglage de confort de l’ordre de plus ou moins 30 mm par rapport à une position milieu dite nominale. Un second système de guidage à billes entre le corps coulissant et un corps pivotant, ou support mobile, lié à la structure et générant un effort de roulement de l’ordre de 250 N, permet de réaliser la course supplémentaire de 70 à 200 mm nécessaire à l’escamotage de la colonne de direction.
Un motoréducteur avec un système vis/écrou permet de réaliser le mouvement du volant, aussi bien en situation de réglage de confort qu’en situation d’escamotage de la colonne. Ce motoréducteur, fixé sur le support mobile actionne un écrou lié à la vis et au tube supérieur.
Pour des raisons de sécurité, le système de réglage du volant doit savoir exactement quelle est la position du volant et lequel des deux étages du système télescopique est en mouvement. L’effort nécessaire au mouvement de chacun des étages du système télescopique étant différent, il est difficile de prévoir la position de chacun des étages après plusieurs manœuvres. En particulier après un passage en position escamotée, puis un retour en position de conduite, le volant revient à la position mémorisée, mais la position relative des deux étages est différente.
L’invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients mentionnés précédemment en proposant une solution qui permette de mieux contrôler le mouvement de chacun des deux étages du système télescopique au cours des manœuvres faisant passer le volant en position escamotée et en position de conduite.
L’invention propose une colonne de direction comprenant une base de support destinée à être montée fixe par rapport à un châssis de véhicule et comprenant un organe de direction destiné à être relié à un volant, la colonne de direction étant apte à équiper un véhicule qui peut fonctionner dans un mode manuel où la direction est contrôlée par un conducteur au moyen de l’organe de direction, et dans un mode de conduite autonome où la direction est contrôlée par une unité électronique de commande, ledit organe de direction s’étendant selon un axe principal longitudinal et comportant :
- un support mobile qui est monté pivotant par rapport à la base de support autour d’un axe principal transversal de pivotement entre une position basse et une position haute d’escamotage adaptée au mode de conduite autonome,
- un corps coulissant qui est monté coulissant dans le support mobile entre une position axiale déployée apte à permettre le contrôle de la direction par un conducteur en mode manuel, et une position axiale escamotée adaptée au mode de conduite autonome,
- un tube supérieur qui est monté coulissant dans le corps coulissant entre une position axiale avant et une position axiale arrière de manière à permettre un réglage en profondeur de la position de l’organe de direction en mode manuel,
la colonne de direction comportant en outre des actionneurs aptes à commander le déplacement des différents composants de l’organe de direction entre leurs différentes positions,
caractérisée en ce que le support mobile comporte un verrou qui comporte un état verrouillé dans lequel il retient axialement le corps coulissant en position déployée et un état déverrouillé dans lequel il libère le corps coulissant,
et en ce que la base de support comporte une surface de commande prévue pour provoquer le déverrouillage du verrou lorsque le support mobile pivote jusqu’à sa position haute d’escamotage.
- un support mobile qui est monté pivotant par rapport à la base de support autour d’un axe principal transversal de pivotement entre une position basse et une position haute d’escamotage adaptée au mode de conduite autonome,
- un corps coulissant qui est monté coulissant dans le support mobile entre une position axiale déployée apte à permettre le contrôle de la direction par un conducteur en mode manuel, et une position axiale escamotée adaptée au mode de conduite autonome,
- un tube supérieur qui est monté coulissant dans le corps coulissant entre une position axiale avant et une position axiale arrière de manière à permettre un réglage en profondeur de la position de l’organe de direction en mode manuel,
la colonne de direction comportant en outre des actionneurs aptes à commander le déplacement des différents composants de l’organe de direction entre leurs différentes positions,
caractérisée en ce que le support mobile comporte un verrou qui comporte un état verrouillé dans lequel il retient axialement le corps coulissant en position déployée et un état déverrouillé dans lequel il libère le corps coulissant,
et en ce que la base de support comporte une surface de commande prévue pour provoquer le déverrouillage du verrou lorsque le support mobile pivote jusqu’à sa position haute d’escamotage.
Selon d’autres caractéristiques de l’invention :
- le verrou comporte un levier qui est monté pivotant sur le support mobile autour d’un axe secondaire transversal de pivotement, le levier comportant un bras de verrouillage prévu pour retenir le corps coulissant en position déployée et un bras d’actionnement prévu pour être en appui contre la surface de commande en position verrouillée ;
- le levier est monté sur une paroi de la base de support qui comporte une fenêtre, et en ce que le bras de verrouillage s’étend à travers la fenêtre ;
- le verrou comporte un élément élastique de rappel qui sollicite le levier vers sa position verrouillée ;
- le levier comporte un bras de verrouillage qui est muni d’une surface de blocage apte à coopérer avec une surface de retenue aménagée en vis-à-vis sur le corps coulissant, lorsque le verrou est dans l’état verrouillé, pour retenir le corps coulissant en position déployée ;
- le corps coulissant comporte une encoche dans laquelle est formée la surface de retenue ;
- l’organe de direction est muni d’un dispositif de déverrouillage auxiliaire qui est prévu pour commander le déverrouillage du verrou lorsque le tube supérieur dépasse une position axiale intermédiaire, entre la position axiale avant et la position axiale arrière, lors d’un déplacement axial vers l’avant du tube supérieur dû à un choc avant ;
- le dispositif de déverrouillage auxiliaire comporte un doigt de déverrouillage qui est agencé dans le corps coulissant et qui est prévu pour coopérer avec une rampe de déverrouillage agencée sur le tube supérieur ;
- le doigt de déverrouillage est agencé dans un logement aménagé dans l’encoche.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence.
On a représenté sur la une colonne de direction 10 installée dans un véhicule automobile 12. La colonne de direction 10, qui est représentée plus en détail sur les figures 2 et 3, comprend une base de support 14, aussi appelée casquette, destinée à être montée fixe par rapport au châssis du véhicule 12. La colonne de direction 10 comprend un organe de direction 16 sur lequel est monté un volant 18 tournant autour d’un axe principal longitudinal A1.
La colonne de direction 10 est aussi montée à pivotement autour d’un axe transversal B1 pour permettre son réglage en inclinaison, ce qui correspond aussi à un réglage en hauteur pour le volant 18.
Dans la suite de la description, on utilisera à titre non limitatif une orientation de l’avant vers l’arrière suivant l’axe longitudinal A1, ce qui correspond à une orientation de la gauche vers la droite en considérant les figures 1 et 2.
L’organe de direction 16 comporte un support mobile 20 qui est monté pivotant par rapport à la base de support 14 autour de l’axe transversal de pivotement B1, entre une position basse, qui est illustrée par les figures 2 à 5, 8 à 10, et une position haute, qui est illustrée par les figures 6 et 7. Un actionneur de pivotement 28 permet de commander le pivotement du support mobile 20, entraînant ainsi l’ensemble de l’organe de direction 16.
L’organe de direction 16 comporte un corps coulissant 24 qui est porté par le support mobile 20 et qui est monté coulissant longitudinalement par rapport au support mobile 20 entre une position axiale déployée Pd apte à permettre le contrôle de la direction par un conducteur en mode manuel, et une position axiale escamotée Pe adaptée au mode de conduite autonome.
On note que le corps coulissant 24 pourrait se présenter sous une forme différente du tube représenté sur les figures. Il constitue avant tout un corps mobile coulissant de manière à permettre l’escamotage de l’organe de direction 16.
L’organe de direction 16 comporte un tube supérieur 26 qui est monté coulissant dans le corps coulissant 24 entre une position axiale avant P1, qui est illustrée par la , et une position axiale arrière P2, qui est illustrée par les figures 2 à 6.
Un actionneur de coulissement 22 par exemple un motoréducteur, permet de commander le coulissement du corps coulissant 24 et du tube supérieur 26 par rapport à la base de support 14.
On note que la colonne de direction 10 est réalisée de manière à pouvoir occuper une position de conduite, lorsque le véhicule 12 est en mode manuel, et une position escamotée, lorsque le véhicule 12 est en mode de conduite autonome.
Avantageusement, le support mobile 20 comporte un verrou 30 qui comporte une position verrouillée dans laquelle il retient axialement le corps coulissant 24 en position déployée Pd et une position déverrouillée dans laquelle il libère le corps coulissant 24 pour lui permettre de coulisser vers l’avant et vers sa position escamotée Pe.
La base de support 14 comporte une surface de commande 32 qui est prévue pour provoquer le déverrouillage du verrou 30 lorsque le support mobile 20 pivote jusqu’à sa position haute d’escamotage, tel qu’illustré par la .
Selon le mode de réalisation représenté ici, la base de support 14 comporte une traverse 34 qui est agencée au voisinage de son extrémité arrière et la surface de commande 32 est formée par une portion de la surface inférieure de la traverse 34.
De préférence, le verrou 30 comporte un levier 36 qui est monté pivotant sur le support mobile 20 autour d’un axe secondaire transversal B2 de pivotement. Ce levier 36 est ici agencé juste au-dessus du corps coulissant 24 et sensiblement aligné avec l’axe longitudinal A1.
Le levier 36 comporte un bras de verrouillage 38 qui est prévu pour retenir le corps coulissant 24 en position déployée, comme illustré par les figures 4 et 5, et un bras d’actionnement 40 prévu pour être en appui contre la surface de commande 32 en position verrouillée, comme illustré par les figures 6 et 7. Le levier 36 est ici monté pivotant autour de l’axe transversal secondaire B2 entre deux paliers 42 formés ici d’une seule pièce avec la paroi supérieure du support mobile 20. Le bras de verrouillage 38 s’étend ici à travers une fenêtre 43 aménagée dans la paroi de la base de support 14.
Le verrou 30 comporte un élément élastique de rappel 44 qui sollicite le levier 36, en particulier le bras de verrouillage 38, vers sa position verrouillée. L’élément élastique de rappel 44 est ici constitué par un ressort hélicoïdal de compression qui est interposé entre la face inférieure du bras d’actionnement 40 et une face d’appui 46 aménagée sur la paroi supérieure du support mobile 20.
Avantageusement, le bras de verrouillage 38 est muni d’une surface de blocage 48 apte à coopérer avec une surface de retenue 50 aménagée en vis-à-vis sur le corps coulissant 24 pour retenir le corps coulissant 24 en position déployée lorsque le verrou 30 est en position verrouillée. A cet effet, le corps coulissant 24 comporte, dans sa surface axiale externe, en vis-à-vis du verrou 30, une encoche 52 dans laquelle est formée la surface de retenue 50. L’encoche 52 a ici la forme d’une rainure longitudinale qui est ouverte à son extrémité avant et dont le bord arrière forme la surface de retenue 50.
On note que le bras de verrouillage 38 s’étend globalement suivant une direction inclinée d’un angle compris entre 70 et 20 degrés par rapport à la direction longitudinale A1, entre sa position angulaire verrouillée et sa position angulaire déverrouillée.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, l’organe de direction 16 est muni d’un dispositif de déverrouillage auxiliaire 54 qui est prévu pour commander le déverrouillage du verrou 30 lorsque le tube supérieur 26 dépasse une position axiale intermédiaire P3, entre la position axiale avant P1 et la position axiale arrière P2, lors d’un déplacement axial vers l’avant du tube supérieur 26 dû à un choc avant.
Selon le mode de réalisation représenté ici, le dispositif de déverrouillage auxiliaire 54 comporte un doigt de déverrouillage 56 qui est agencé dans le corps coulissant 24 et qui est prévu pour coopérer avec une rampe de déverrouillage 58 agencée sur le tube supérieur 24.
Le doigt de déverrouillage 56 se présente ici sous la forme d’un téton, ou plot, qui s’étend globalement selon une direction diamétrale D1 par rapport à la paroi axiale extérieure du tube supérieur 26. Ce doigt de déverrouillage 56 comporte une surface inférieure d’actionnement 60 de forme sensiblement hémisphérique qui est prévue pour glisser sur la rampe de déverrouillage 58 lorsque celle-ci se déplace longitudinalement, et il comporte une surface supérieure d’actionnement 62, ici en forme de plateau perpendiculaire à la direction diamétrale D1, qui est prévue pour repousser le bras de verrouillage 38 depuis sa position verrouillée vers sa position déverrouillée en se déplaçant selon la direction diamétrale D1 vers le haut.
Le doigt de déverrouillage 56 est ici reçu dans un logement 64 aménagé dans le fond de l’encoche 52.
On décrit maintenant plus en détail le fonctionnement de l’invention en considérant les figures 5 à 10 qui représentent la colonne de direction 10 dans plusieurs positions liées à plusieurs situations de fonctionnement.
Sur la , l’organe de direction 16 est représenté en mode manuel, la colonne de direction étant complètement déployée pour permettre au conducteur de diriger le véhicule 12 avec le volant 18. Dans cet état déployé, le corps coulissant 24 occupe ici sa position axiale déployée Pd. Le verrou 30 est à l’état verrouillé ce qui empêche le corps coulissant 24 de dépasser la position axiale vers l’avant car la surface de blocage 48 du bras de verrouillage 38 est en vis-à-vis de la surface de retenue 50 du corps coulissant 24.
Le tube supérieur 26 est ici libre de coulisser longitudinalement entre sa position axiale intermédiaire P3, susceptible de provoquer le déverrouillage, et sa position axiale arrière P2, de manière à permettre au conducteur de régler la position axiale du volant, ou profondeur.
Sur la , l’organe de direction 16 est représenté dans un état transitoire, lorsqu’il passe d’une configuration déployée à une configuration escamotée pour passer en mode de conduite autonome, le verrou 30 étant dans un état déverrouillé. Le support mobile 20 est pivoté vers le haut jusqu’à provoquer le déverrouillage par appui relatif entre la surface de commande 32 de la base de support 14 et le bras d’actionnement 40.
A partir de cet état transitoire, le corps coulissant 24 est libre de coulisser axialement vers l’avant et vers sa position escamotée Pe puisque le verrou 30 ne peut plus le retenir.
La représente l’organe de direction 16 dans un état escamoté, le corps coulissant 24 et le tube supérieur 26 ayant coulissé vers l’avant à partir de la position représentée sur la . Le verrou 30 est toujours dans sa son état déverrouillé.
La représente l’organe de direction 16 dans un premier état transitoire lors d’un choc avant, à partir de la position déployée de la . Alors que le corps coulissant 24 occupe sa position déployée Pd, un choc avant a provoqué un début de déplacement longitudinal du tube supérieur 26 vers l’avant. Lors de ce déplacement longitudinal, lorsque le tube supérieur 26 atteint sa position axiale intermédiaire P3, la rampe de déverrouillage 58 vient en contact avec le doit de déverrouillage 56 ce qui actionne le bras de verrouillage 38 dans le sens du déverrouillage et ce qui fait progressivement passer le verrou 30 dans son état déverrouillé.
Sous l’effet du choc avant, le tube supérieur 26 continue de se déplacer vers l’avant, comme illustré par la , et le levier 36 pivote complètement jusqu’à sa position déverrouillée.
Dès que le verrou 30 atteint son état déverrouillé, il libère le corps coulissant 24 puisque la surface de blocage 48 est décalée vers le haut par rapport à la surface de retenue 50. Ceci permet donc au corps coulissant 24 de se déplacer longitudinalement vers l’avant, comme illustré par la , pour occuper une position escamotée Pe qui assure une protection du conducteur en cas d’accident en lui évitant un contact brutal avec l’organe de direction 16 et le volant 18.
Claims (9)
- Colonne de direction (10) comprenant une base de support (14) destinée à être montée fixe par rapport à un châssis de véhicule et comprenant un organe de direction (16) destiné à être relié à un volant (18), la colonne de direction (10) étant apte à équiper un véhicule (12) qui peut fonctionner dans un mode manuel où la direction est contrôlée par un conducteur au moyen de l’organe de direction (16), et dans un mode de conduite autonome où la direction est contrôlée par une unité électronique de commande, ledit organe de direction (16) s’étendant selon un axe principal longitudinal (A1) et comportant :
- un support mobile (20) qui est monté pivotant par rapport à la base de support (14) autour d’un axe principal transversal (B1) de pivotement entre une position basse et une position haute d’escamotage adaptée au mode de conduite autonome,
- un corps coulissant (24) qui est monté coulissant dans le support mobile (20) entre une position axiale déployée apte à permettre le contrôle de la direction par un conducteur en mode manuel, et une position axiale escamotée adaptée au mode de conduite autonome,
- un tube supérieur (26) qui est monté coulissant dans le corps coulissant (24) entre une position axiale avant et une position axiale arrière de manière à permettre un réglage en profondeur de la position de l’organe de direction (16) en mode manuel,
la colonne de direction (10) comportant en outre des actionneurs (22, 28) aptes à commander le déplacement des différents composants de l’organe de direction (16) entre leurs différentes positions,
caractérisée en ce que le support mobile (20) comporte un verrou (30) qui comporte un état verrouillé dans lequel il retient axialement le corps coulissant (24) en position déployée et un état déverrouillé dans lequel il libère le corps coulissant (24),
et en ce que la base de support (14) comporte une surface de commande (32) prévue pour provoquer le déverrouillage du verrou (30) lorsque le support mobile (20) pivote jusqu’à sa position haute d’escamotage. - Colonne de direction (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le verrou (30) comporte un levier (36) qui est monté pivotant sur le support mobile (20) autour d’un axe secondaire transversal (B2) de pivotement, le levier (36) comportant un bras de verrouillage (38) prévu pour retenir le corps coulissant (24) en position déployée et un bras d’actionnement (40) prévu pour être en appui contre la surface de commande (32) en position verrouillée.
- Colonne de direction (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le levier (36) est monté sur une paroi de la base de support (14) qui comporte une fenêtre (43), et en ce que le bras de verrouillage (38) s’étend à travers la fenêtre (43).
- Colonne de direction (10) selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que le verrou (30) comporte un élément élastique de rappel (44) qui sollicite le levier (36) vers sa position verrouillée.
- Colonne de direction (10) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le levier (36) comporte un bras de verrouillage (38) qui est muni d’une surface de blocage (48) apte à coopérer avec une surface de retenue (50) aménagée en vis-à-vis sur le corps coulissant (24), lorsque le verrou (30) est dans l’état verrouillé, pour retenir le corps coulissant (24) en position déployée.
- Colonne de direction (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le corps coulissant (24) comporte une encoche (52) dans laquelle est formée la surface de retenue (50).
- Colonne de direction (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’organe de direction (16) est muni d’un dispositif de déverrouillage auxiliaire (54) qui est prévu pour commander le déverrouillage du verrou (30) lorsque le tube supérieur (26) dépasse une position axiale intermédiaire, entre la position axiale avant et la position axiale arrière, lors d’un déplacement axial vers l’avant du tube supérieur (26) dû à un choc avant.
- Colonne de direction (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le dispositif de déverrouillage auxiliaire (54) comporte un doigt de déverrouillage (56) qui est agencé dans le corps coulissant (24) et qui est prévu pour coopérer avec une rampe de déverrouillage (58) agencée sur le tube supérieur (26).
- Colonne de direction (10) selon la revendication précédente prise en combinaison avec la revendication 6, caractérisée en ce que le doigt de déverrouillage (56) est agencé dans un logement (64) aménagé dans l’encoche (52).
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