Brevet FR2800347A1 — publié le 20010504

"Haut de colonne de direction de véhicule automobile comprenant un ensemble de commutation comportant un boîtier et un capteur d'angle volant logé dans ledit boîtier" La présente invention concerne un haut de colonne de direction de véhicule automobile. Un haut de colonne de direction de véhicule automobile comprend usuellement un ensemble de commutation comportant un boîtier support muni d'un trou traversant pour son montage sur un tube de direction et dans lequel sont montés un commutateur d'éclairage et un commutateur d'essuie-vitre. Lorsqu'un véhicule est équipé d'une suspension, dite intelligente, pilotée électron iquement, il est nécessaire de connaître la valeur de l'angle dont a tourné volant du véhicule et donc de disposer d'un capteur d'angle volant. a déjà proposé de disposer un capteur d'angle volant en haut de la colonne direction ; un tel capteur est décrit par exemple dans le document DE-A-19 601 964 ; un tel capteur est un composant indépendant comportant son propre boîtier et sa propre architecture mécanique ; il est en général fixé, par vissage ou clipsage, par dessus l'ensemble de commutation ; cette disposition présente l'inconvénient d'augmenter l'encombrement axial de l'ensemble et donc le porte-à-faux du volant par rapport au tube de colonne. La présente invention a pour but de pallier cet inconvenient. Selon l'invention, un haut de colonne de direction véhicule automobile comprenant, d'une part, un ensemble de commutation comportant un boîtier support muni d'un trou traversant pour son montage sur tube de colonne de direction et dans lequel sont montés un commutateur d'éclairage et un commutateur d'essuie-vitre et, d'autre part, un capteur d'angle volant, est caractérisé par le fait que le capteur d'angle volant est logé dans le boîtier support de l'ensemble de commutation. Avantageusement, les commutateurs sont munis d'éléments de contact mobiles adaptés à coopérer avec des pistes conductrices prévues sur un circuit logé dans le boîtier support. De préférence, le circuit est relié électriquement à une carte électronique disposée dans un logement du boîtier support et regroupant notamment les fonctions de commutation des commutateurs. Bien entendu le circuit et la carte électronique peuvent être d'un seul tenant et constituer un même élément. Selon une forme de réalisation préférée, le circuit est un circuit flexible. Avantageusement, lorsque le boîtier support est fermé un couvercle comportant une ouverture circulaire dans laquelle est monte contacteur tournant, la partie tournante du contacteur tournant est un moyeu solidaire en rotation du volant et le capteur d'angle volant comprend un disque de codage solidarisé en rotation au moyeu du contacteur tournant. Certes on a déjà proposé, notamment dans le document DE-A- 19 602 060, d'associer un capteur d'angle volant à un contacteur tournant mais ce sous-ensemble ainsi créé est superposé au boîtier support de l'ensemble de commutation l'inconvénient évoqué ci-dessus subsiste. Selon forme de réalisation du haut de colonne selon l'invention, le disque de codage comprend au moins une rangée de dents axiales adaptée à défiler à l'intérieur d'une fourche optique implantée sur le circuit ; préférence, le disque de codage comprend deux rangées de dents axiales associées chacune à une fourche optique. Avantageusement, le disque de codage est susceptible d'entraîner en rotation une roue de comptage de tours ; par exemple, la roue de comptage comprend des dents radiales adaptées à coopérer avec au moins un pion ménagé sur la face supérieure du disque de codage ; de préférence, la roue de comptage comprend douze dents radiales et la face supérieure du disque de codage est munie de deux pions. La roue de comptage étant associée à un capteur de position, elle porte un aimant permanent adapté à se déplacer devant au moins un capteur à effet Hall implanté sur le circuit. De préférence, la roue de comptage porte sur sa face supérieure un repère visible au travers d'une ouverture ménagée dans le couvercle lorsque le volant est au repos, les roues avant étant droites. Avantageusement, l'électronique associée au capteur de position est implantée sur la carte électronique. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemple, purement illustratif et non limitatif, un mode réalisation représenté sur les dessins annexés. Sur ces dessins - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un haut de colonne de direction, sans couvercle, comprenant un ensemble de commutation ; - la figure 2 est une vue semblable à celle de la figure 1, le boîtier support étant équipé d'un couvercle incluant un contacteur tournant ; - la figure 3 est une vue semblable à celle de la figure 1, le circuit ayant " enlevé pour montrer certains agencements afférents aux commutateurs d'eclairage et d'essuie-vitre ; - la figure 4 est analogue à la figure 1 et montre l'intégration, selon l'invention, d'un capteur d'angle volant ; - la figure 5 est une vue éclatée, en perspective, de la figure 4 ; - la figure 6 est une vue partielle en perspective selon la flèche VI de figure 5 ; - la figure 7 est une vue en coupe partielle selon VII-VII de la figure 6. En se reportant aux figures 1 à 3, on voit qu'un ensemble de commutation comporte de manière générale un boîtier support dans lequel sont montés commutateur d'éclairage 2 et un commutateur d'essuie-vitre 3. Le boîtier support 1, forme globalement parallélépipédique, comporte une face supérieure 4, deux faces latérales à partir desquelles s'étendent vers l'extérieur les manettes commande respectives 7 et 8 des commutateurs 2 et 3, une face dite avant une face dite arrière disposées du côté du conducteur, la face avant 9 faisant face au conducteur. II comporte un trou traversant 10 pour son montage sur tube de colonne de direction 11 logeant l'arbre de direction 12. Des ouvertures 13 sont pratiquées sur la face 9 pour laisser passer des organes de commande d'eléments de contact mobiles des commutateurs 2 et 3. Les bases des commutateurs 2 et 3 sont montées à l'intérieur du bloc de support 1 où elles sont fixées par tous moyens convenables. Seules leurs manettes de commande 7 et 8 sortent du bloc 1 par des fentes latérales. De tels commutateurs sont bien connus. Nous rappellerons simplement ci dessous la mise en oeuvre d'un exemple de commutateurs. Extérieurement, la manette de commande 7 du commutateur d'éclairage 2 se compose, d'une part, d'un corps monté rotatif dans un plan parallele au volant et dans plan que la manette définit avec la colonne de direction plan de la colonne direction, perpendiculaire au précédent, et, d'autre part, d'une bague rotative mediane 41, d'une bague rotative d'extrémité 42, et d'un bouton poussoir d'extrémite 43. Dans le plan parallèle au volant, le corps du commutateur d'éclairage 2 possède position médiane stable avec, de part et d'autre, une position intermédiaire instable et une position d'extrémité stable. La position médiane est neutre, les positions intermédiaires haute et basse correspondent aux clignotants d'autoroute droit et gauche respectivement, et les positions d'extrémité haute et basse correspondent aux clignotants stables droit et gauche. Dans le plan de la colonne de direction, le corps du commutateur d'éclairage 2 possède une position neutre stable avec, par déplacement vers le volant, une première et une deuxième positions instables. La première position instable correspond à l'appel de phares et la deuxième position instable correspond à l'inversion codes/phares. La bague médiane 41 possède une position neutre stable avec, de part et d'autre, position instable. Une première impulsion vers la première position instable provoque l'allumage des feux de brouillard avant, et une deuxième impulsion vers cette première position instable provoque en outre l'allumage des feux de brouillard arrière. Une première impulsion vers la deuxieme position instable provoque l'extinction des feux de brouillard arrière, et deuxième impulsion vers cette deuxième position instable provoque l'extinction des feux de brouillard avant. bague 42 d'extrémité de manette commande l'éclairage et possède trois positions stables. Une des positions d'extrémité est le neutre (feux éteints), la position médiane sélectionne l'éclairage de ville, et l'autre position d'extrémité sélectionne l'éclairage de route. Le bouton d'extrémité 43 possède une position stable neutre et, enfoncé, déclenche par exemple l'avertisseur sonore. La manette 8 du commutateur 3 d'essuie-vitre se compose extérieurement d'un corps de manette, rotatif dans un plan parallèle au volant et dans le plan que la manette définit avec la colonne de direction, dit plan de la colonne de direction, d'une bague rotative 62, et d'un bouton poussoir d'extrémité 63. Dans le plan parallèle au volant, le corps de manette possède une position médiane neutre stable, deux positions instables successives par déplacement vers le bas, deux positions instables successives par déplacement vers le haut et, au delà de ces deux dernières positions, trois positions stables vers le haut. Le déplacement vers le haut vers la première position instable correspond à la mise en fonction de l'essuie-vitre avant par intermittence puis, par impulsions successives, à des vitesses de plus en plus grandes. Le déplacement vers le haut vers la deuxième position instable correspond à la mise en fonction de l'essuie-vitre avant en grande vitesse. La première position stable haute met l'essuie-vitre avant en fonction par intermittence, la deuxième le met en fonction en petite vitesse et la troisième en grande vitesse. Des déplacements successifs vers le bas vers la premiere position instable entraînent une réduction progressive de la vitesse fonctionnement de l'essuie-vitre avant, et un déplacement vers le bas vers deuxième position instable entrai ne son arrêt. Dans plan de la colonne de direction, le corps de manette possède une position neutre stable et une position instable. Le maintien du corps de manette en position instable fait fonctionner le lave-vitre avant. La bague 62 possède deux positions stables et une position instable. Une position stable est la position neutre, et la deuxième position stable est celle de fonctionnement de l'essuie-vitre arrière. Au delà de cette deuxième position stable, la position instable correspond à la mise en fonctionnement du lave-vitre arrière. L'enfoncement du bouton 63 provoque le défilement des informations de l'ordinateur bord. Les éléments de contact mobiles des commutateurs sont susceptibles de coopérer avec des pistes conductrices fixes par rapport au boîtier support 1. Ces pistes conductrices fixes sont prévues sur un circuit flexible 20 qui est localement rigidifié au droit de zones de commutation 21 et 22. Ces zones 21 et 22 permettent de réaliser les fonctions de commutation. Ces fonctions sont localement codées sur le circuit flexible 20 en niveau de tension, afin de réduire le nombre de pistes entre ces zones de commutation 21, et une carte électronique 23 disposée, parallèlement à l'axe de la colonne direction, dans un logement 24 en dessous de la face supérieure 4 du boîtier Le circuit flexible 20 peut avantageusement comporter une limande 25 équipée d'un connecteur 26 qui se branche sur un module contacteur-antivol à faible courant 27. Le circuit flexible 20 peut comporter également divers autres contacteurs permettant par exemple la connexion d'un satellite radio, d'un régulateur d'allure ou autre ; ici il comporte la connexion à un contacteur tournant. La carte électronique 23 regroupe les fonctions de commutation des commutateurs d'éclairage 2 et d'essuie-vitre 3, et éventuellement les fonctions de multiplexage, les fonctions de décryptage d'un transpondeur autres. Les commutateurs 2 et 3 ne commutent que des courants de commande de l'électronique portée par la carte 23, donc des courants de faible intensité. La puissance électrique nécessaire aux consommateurs est commutée par un boîtier de servitude recevant des signaux de la carte électronique 23. Ces signaux sont soit multiplexés, soit codés. Ainsi, les fonctions de commutation sont réalisées sur le circuit flexible 20 relié electriquement à la carte électronique 23. Ainsi que cela est montré sur la figure 2, le boîtier support 1 est refermé par couvercle 30 qui recouvre le circuit flexible 20. Ce couvercle comporte une ouverture circulaire coaxiale à l'axe de l'arbre de direction dans laquelle est monté un contacteur tournant 31 assurant la liaison électrique entre le volant et l'ensemble haut de colonne pour la commande de l'airbag et/ou la liaison avec des touches du volant. Les mécanismes de commutation et d'indexage des commutateurs 2 et 3 sont intégrés dans des logements prévus dans le boîtier support 1. titre d'exemple, l'enfoncement du bouton-poussoir 43, en bout de manette, déplace une lame de contact 54 qui vient commuter deux pistes circulaires, prévues dans les zones de commutation 21, 22 du circuit flexible 20, centrées sur l'axe de pivotement de la manette. bagues rotatives 41 et 42 entraînent des chariots munis curseurs 66,67 viennent également commuter des plages de contact dans zones de commutation 21, 22 du circuit flexible 20. II en est de même de la lame de contact 55 déplacée en translation lors du basculement d'une manette. Le couvercle 30 intègre donc le contacteur tournant 31 reliant électriquement le volant à la colonne de direction. Entre le couvercle 30 et le circuit flexible 20 redescend un moyeu qui constitue partie tournante du contacteur tournant 31 et qui est donc solidaire en rotation volant ; il permet, par ailleurs, d'assurer la fonction de rappel de la commande clignotants du véhicule. En reportant aux figures 4 à 6, on voit que, selon l'invention un disque de codage 33 d'un capteur d'angle volant vient coiffer le moyeu 32 du contacteur tournant ; le disque de codage 33 est solidarisé, notamment en rotation, au moyeu par exemple par clipsage ; le disque de codage 33 comprend deux rangées dents axiales 34, 35 disposées circonférentiellement selon deux cercles diamètres différents ; ces deux rangées de dents sont amenées à défiler à l'intérieur de deux fourches optiques 36-37, 37-38 ayant ici branche commune 37, implantées sur le circuit flexible 20 et constituées classiquement de diodes 'infrarouge et phototransistors ; grâce aux deux rangées de dents 34 et 35, le codage est double : absolu et incrémental ; le bon fonctionnement des phototransistors peut être testé par une diode 39 de diagnostique implantée à leur voisinage également sur le circuit flexible 20. Comme on le sait, un volant de véhicule automobile a une amplitude de rotation angulaire supérieure à cinq tours, à savoir plus de deux tours dans un sens et autant dans l'autre sens, à partir de sa position dite de repos pour laquelle roues avant sont droites. donc nécessaire de compter les tours du volant pour repérer ceux-ci. effet, il est prévu une roue de comptage 50 susceptible d'être entraînée rotation par le disque de codage 33 ; à cet effet, la roue de comptage 50 est munie de dents radiales, ici réparties en deux séries de dents radiales , 52 qui ne diffèrent que par la longueur axiale des dents ; les dents 51 de première série sont adaptées à coopérer avec les parois latérales externes de deux pions 44 ménagés sur la face supérieure du disque de codage 33, en s'étendant axialement au dessus de ladite face, tandis que les dents 52 de la seconde serte, plus longues axialement que les dents 51, sont adaptées à coopérer avec faces internes d'une échancrure 45 axiale définie entre les deux pions 44 traversant axialement le disque de codage 33 ; chaque série de dents radiales , 52 comprend six dents ; dès lors, la roue de comptage 50 tourne d'un angle de soixante degrés à chaque demi-tour du volant. La position de la roue de comptage 50 reflète donc le numéro du tour que le volant est train d'effectuer ; pour repérer cette position, un moyen de capteur de position est associé à la roue de comptage 50 ; il peut être constitué par un aimant permanent 60 porté par la roue de comptage 50 et adapté à se déplacer devant des capteurs à effet Hall 46, ici six capteurs à effet Hall 46, implantés sur le circuit flexible 20. Bien entendu, une électronique est associée à ces capteurs, implantée également sur la carte électronique 23. La combinaison des informations fournies par la roue de comptage 50 et le disque de codage 33 délivre avec précision la position angulaire du volant définie par un angle absolu compris par exemple entre plus et moins 040 degrés. Bien entendu, au montage, la position zéro doit être assurée ; lorsque le volant est au repos, les roues avant étant droites, une dent radiale 52 coopère avec l'échancrure 45 ; pour pouvoir s'en assurer, la face supérieure de la roue de comptage 50 porte un repère 47, tel qu'une tache de couleur par exemple, visible au travers d'une ouverture 48, figure 2, ménagée dans le couvercle 30. Comme on le voit, grâce à ces dispositions, l'encombrement axial de l'ensemble de commutation, qui intègre, selon l'invention, un capteur d'angle volant, est réduit. Par ailleurs, un seul boîtier étant prévu pour les fonctions commutateurs, contacteur tournant et capteur d'angle volant, le coût tel ensemble est réduit ; de plus, un seul boîtier est moins bruyant que trois bottiers empilés les uns sur les autres, chacun contenant l'un des éléments ci-dessus. On notera également que le capteur d'angle volant, monté directement sur la colonne de direction, par l'intermédiaire du moyeu 32 du contacteur tournant, est parfaitement centré sur l'axe du volant et il n'est point nécessaire d'interposer entre le capteur d'angle volant et le volant lui-même un joint homocinétique.. On décrit une roue de comptage 50 associée, à titre d'exemple, à des capteurs ' effet Hall ; l'électronique pour de tels capteurs comprend, comme on le sait, driver CAN ; dès lors, si le haut de colonne est multiplexée, ledit driver CAN peut être utilisé pour le multiplexage, ce qui réduit coût de l'ensemble. Mais bien entendu, la roue de comptage 50 peut etre associée à d'autres types de capteurs ; il en est d'ailleurs de même pour le disque de codage 33 qui peut être associé à des types de capteurs autres que des fourches optiques. Le circuit 20 a été décrit comme circuit souple ; en variante, c'est un circuit rigide qui, a la manière du circuit souple 20, reçoit les composants affectés au capteur d'angle volant ainsi que ceux qui sont affectés aux commutateurs. REVENDICATIONS 1. Haut de colonne de direction de véhicule automobile comprenant, d'une part, un ensemble de commutation comportant un boîtier support (1) muni d'un trou traversant (10) pour son montage sur un tube de colonne de direction (11) et dans lequel sont montés un commutateur d'éclairage (2) et un commutateur d'essuie-vitre (3) et, d'autre part, un capteur d'angle volant, caractérisé par le fait que le capteur d'angle volant est logé dans le boîtier support (1) l'ensemble de commutation. 2. Haut de colonne de direction selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les commutateurs (2, 3) sont munis d'éléments de contact mobiles adaptés à coopérer avec des pistes conductrices prévues sur un circuit (20) logé dans boîtier support (1). Haut de colonne de direction selon la revendication 2, caractérisé par le fait le circuit (20) est relié électriquement à une carte électronique (23) disposée dans un logement (24) du boîtier support (1) et regroupant notamment les fonctions de commutation des commutateurs (2,3). Haut de colonne de direction selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que le circuit (20) est un circuit flexible. Haut de colonne de direction selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le boîtier support (1) est fermé par un couvercle (30) comportant une ouverture circulaire dans laquelle est monté contacteur tournant (31). 6. Haut de colonne de direction selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la partie tournante du contacteur tournant (31) est un moyeu (32) solidaire en rotation du volant. 7. Haut de colonne de direction selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le capteur d'angle volant comprend un disque de codage (33) solidarisé en rotation au moyeu (32) du contacteur tournant (31). 8. Haut de colonne de direction selon la revendication 7, prise conjointement avec l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que le disque de codage (33) comprend au moins une rangée de dents axiales (34,35) adaptée à défiler à l'intérieur d'une fourche optique (36-37, 37-38) implantée sur le circuit (20). Haut de colonne de direction selon la revendication 8, caractérisé par le fait le disque de codage (33) comprend deux rangees de dents axiales (34,35) associées chacune à une fourche optique (36-37, 38). Haut de colonne de direction selon l'une des revendications 7 à 9, caracterisé par le fait que le disque de codage (33) est susceptible d'entraîner en rotation une roue (50) de comptage de tours. 11. Haut de colonne de direction selon la revendication 10, caractérisé par le fait la roue de comptage (50) comprend des dents radiales (51, 52) adaptées a coopérer avec au moins un pion (44) ménage la face supérieure du disque de codage (33). Haut de colonne de direction selon la revendication 11, caractérisé par le fait la roue de comptage (50) comprend douze dents radiales (51,52) et la face superieure du disque de codage (33) est munie de deux pions (44). 13. Haut de colonne de direction selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé par le fait que la roue de comptage (50) est associée à un capteur de position (60,46). 14. Haut de colonne selon la revendication 13, prise conjointement avec l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que roue de comptage (50) porte un aimant permanent (60) adapté à se déplacer devant au moins un capteur à effet Hall (46) implanté sur le circuit (20). 15. Haut de colonne selon l'une des revendications 10 à 14 prise conjointement avec la revendication 5, caractérisé par le fait que la roue de comptage (50) porte sur sa face supérieure un repère (47) visible au travers d'une ouverture (48) ménagée dans le couvercle (30) lorsque le volant est au repos, roues avant étant droites. Haut de colonne de direction selon l'une des revendications 13 ou 14 prise conjointement avec la revendication 3, caractérisé par le fait que l'électronique associée au capteur de position (60,46) est implantée sur la carte électronique (23).