Brevet FR2895718A1 — publié le 20070706

La présente invention concerne un système de colonne de direction pour véhicule automobile, du type comprenant un arbre de direction s'étendant suivant un axe et destiné à être monté rotatif par rapport à un support autour de son axe. Certains véhicules automobiles sont munis de coussins gonflables de sécurité logés dans un moyeu du volant, et prévus pour se déployer en cas de choc, et éviter que le conducteur heurte le volant. Ces coussins sont étudiés pour se déployer de façon optimale lorsque le volant se situe dans une position neutre correspondant à un déplacement du véhicule en ligne droite. Néanmoins, en cas de choc frontal du véhicule contre un obstacle, il existe un risque que les roues du véhicule automobile pivotent, et que ce mouvement remonte dans le système de colonne de direction jusqu'au volant. Dans ce cas, le coussin déployé pivote autour de l'axe de l'arbre de direction et son efficacité est diminuée. Un but de l'invention est de proposer un système de colonne de direction permettant d'assurer un déploiement satisfaisant d'un coussin gonflable de sécurité associé au système de colonne de direction. A cet effet, l'invention propose un système de colonne de direction pour véhicule automobile, du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de blocage en rotation de l'arbre de direction en cas de choc subi par le véhicule automobile. Selon d'autres modes de réalisation, le système de colonne de direction comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - les moyens de blocage comprennent au moins un élément de blocage de la rotation de l'arbre de direction par rapport au support, l'élément de blocage étant mobile entre une position de repos laissant libre la rotation de l'arbre de direction par rapport au support, et une position active de blocage de la rotation de l'arbre de direction par rapport au support et des moyens d'activation permettant de déplacer l'élément de blocage en position active en cas de choc subi par le véhicule; - les moyens d'activation comprennent au moins un générateur de gaz; - la générateur de gaz est un générateur de gaz de gonflage d'un coussin gonflable de sécurité disposé sur un volant de direction fixé sur l'arbre de direction; - les moyens d'activation comprennent un ressort de rappel de l'élément de blocage en position de repos; - l'élément de blocage est solidaire d'un piston divisant un logement en deux enceintes, et monté mobile dans le logement, le générateur de gaz débouchant dans une enceinte, de façon à solliciter, lors de son déclenchement, le piston en déplacement dans le logement dans le sens du déplacement de l'élément de blocage vers sa position active; -les moyens d'activation comprennent un ressort de sollicitation de l'élément de blocage vers sa position active; - le système comprend un élément de retenue de l'élément de blocage en position de repos, le générateur de gaz étant disposé de façon à provoquer lors de son déclenchement un déplacement de l'élément de retenue permettant de libérer l'élément de blocage; - l'élément de blocage est un élément de blocage d'un système antivol du véhicule automobile permettant de bloquer l'arbre de direction en rotation par rapport au support en l'absence d'une clé de démarrage. L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant un système de colonne de direction tel que défini ci-dessus. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue schématique d'un système de colonne de direction conforme à l'invention, en conditions normales d'utilisation - la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1, illustrant un système de colonne de direction selon une variante de l'invention ; - les figures 3 à 5 sont des vues schématiques d'un dispositif de blocage de la rotation d'un arbre de direction d'un système de colonne de direction selon la figure 1 ou 2, au repos et lors de son activation ; et - les figures 6 à 8 sont des vues analogues à celle des figures 3 à 5, illustrant un dispositif de blocage de la rotation de l'arbre de direction, selon une variante de l'invention. Tel que représenté sur la figure 1, le système de colonne de direction 2 comprend un arbre de direction 3 s'étendant suivant un axe A, comprenant un premier tronçon 4 et un deuxième tronçon 6, et reliant un volant de direction 8 aux roues (non représentées) du véhicule automobile pour transmettre un mouvement de rotation du volant 8 aux roues. Les tronçons 4 et 6 sont coaxiaux d'axe A, liés en rotation autour de l'axe A, et montés télescopiques l'un sur l'autre suivant l'axe A. Le volant 8 est fixé à une extrémité du tronçon 4 opposée au tronçon 6, et le tronçon 6 est destiné à être relié, de façon connue en soi, à son extrémité opposée au tronçon 4, aux roues du véhicule automobile. Le système 2 comprend un coussin gonflable de sécurité 9 disposé sur le volant 8, et prévu pour se déployer en cas de choc subi par le véhicule, afin de protéger le conducteur d'un choc avec le volant 8. Les tronçons 4 et 6 sont montés rotatifs autour de l'axe A dans un support 10 d'arbre de direction et de montage du système 2 dans le véhicule automobile. De façon connue en soi, le support 10 comprend une partie 12 et une partie 14 espacées suivant l'axe A, et reliées par un disposiif 16 de dissipation d'énergie permettant, en cas de choc subi par le véhicule automobile, un rapprochement des parties 12 et 14 suivant l'axe A. La partie 14 est fixée sur la structure 15 du véhicule automobile. Le tronçon 6 est monté rotatif dans la partie 14 par l'intermédiaire de roulements 18. De façon connue en soi, le tronçon 4 est monté rotatif dans la partie 12 avec possibilité de coulissement suivant l'axe A, afin de permettre le réglage en profondeur du volant 8, c'est-à-dire le réglage de la position du volant 8 suivant l'axe A. A cet effet, le tronçon 4 est monté rotatif, à l'aide de roulements 20, dans un tube intermédiaire 22 monté coulissant suivant l'axe A sur la partie 12. Le réglage se fait sur une course déterminée, entre deux positions extrêmes : une position reculée et une position avancée. Le montage télescopique des tronçons 4 et 6 permet le mouvement 0 10 axial relatif des tronçons 4 et 6 lors du réglage du volant 8. Le coussin 9 est reçu dans un boîtier 30 disposé sensiblement au centre du volant 8. Le coussin 9 est initialement dégonflé et plié dans le boîtier 30. Le coussin 9 est associé à des moyens de déploiement 32 de type connu, comprenant un générateur de gaz 34 à déclenchement pyrotechnique 15 disposé dans le boîtier 30, une unité de commande 36 de déclenchement du générateur 34, et des moyens de détection de chocs subi par le véhicule, comprenant par exemple au moins un capteur 38, du type accéléromètre, disposé dans le véhicule. Le système 2 comprend un dispositif 40 de blocage de la rotation de 20 l'arbre 3 par rapport au support 10, en cas de choc subi par le véhicule automobile. Le dispositif 40 comprend un générateur de gaz 42 à déclenchement pyrotechnique, reliée à l'unité 36 pour son déclenchement en fonction d'informations transmises par les moyens de détection de choc. 25 En fonctionnement, lorsque l'unité 36 détecte un choc subi par le véhicule automobile, à partir de signaux correspondants transmis par les moyens de détection de choc, elle commande l'explosion des générateurs de gaz 34 et 42, permettant respectivement le gonflage du coussin 9, et l'activation du dispositif 40 provoquant le blocage de la rotation de l'arbre 3. Ainsi, dès qu'un choc est détecté, le volant 8 est bloqué en rotation, ce qui assure que le coussin 9 se gonfle de façon satisfaisante, sans rotation autour de l'axe A, offrant une protection améliorée au conducteur. Le dispositif 40 est disposé entre la partie 12 et le tronçon 4, et est situé le long de l'arbre 3 à proximité du volant 8, et donc du coussin 9. Dans des variantes illustrées en pointillés sur la figure 1, le dispositif 40 est plus éloigné du volant 8, ou est disposé entre la partie 14 et le tronçon 6. Les générateurs de gaz 34 et 42 sont distincts, et leur déclenchement est commandé par l'unité 36. Il est possible d'adapter le dispositif 40 facilement sur un véhicule préexistant muni du coussin 9. En variante, tel que représenté sur la figure 2, le système 2 comprend un seul générateur de gaz 34 commun permettant de commander simultanément le déploiement du coussin 9 et l'activation du dispositif 40. A cet effet, le système 2, muni par exemple seulement du générateur de gaz 34, comprend un conduit 43 s'étendant entre le générateur de gaz 34 et le dispositif 40. Dans un mode de réalisation représenté sur les figures :3 à 5, un dispositif 40 de blocage de la rotation de l'arbre 3, adaptable au système 2 de la figure 1, comprend un élément de blocage 44 disposé à l'intérieur d'un logement 46 ménagé dans le support 10, et mobile entre une position de repos (figure 3) dans laquelle l'élément 44 est rétracté à l'intérieur du logement 46, et une position active (figure 5) dans laquelle l'élément 44 est en saillie à l'extérieur du logement 46 et coopère avec un relief de l'arbre 3, par exemple un méplat 48, de façon à bloquer la rotation de l'arbre 3 par rapport au support 10. Le dispositif 40 comprend un ressort 50 disposé dans le logement 46 de façon à solliciter l'élément 44 vers sa position active. Le dispositif 40 comprend une goupille de retenue 52 disposé dans un trou 54 ménagé dans l'élément 44. Lorsque le dispositif est inactivé (figure 3), les extrémités de la goupille 52 sont reçues dans des évidements 56, 58 du logement 46, de sorte que le doigt 52 retient l'élément 44 en position de repos à l'encontre du ressort 50. Le générateur de gaz 42 est disposé dans l'évidement 56, et l'évidement 58 permet la rétraction du doigt 52 à l'intérieur de celui-ci. En fonctionnement, lorsque le générateur de gaz 42 est déclenché, les gaz générés provoquent le déplacement du doigt 52 vers l'évidement 58 et la libération de l'élément 44 (figure 4), qui, sollicité par le ressort 50, se déplace en position active (figure 5), et bloque ainsi la rotation de l'arbre 3 par rapport au support 10. Le dispositif 40 n'est pas réversible, étant donné qu'une fois activé, il ne revient pas de lui-même dans une configuration de repos. Dans une variante adaptable au système 2 de la figure 2, le dispositif 40 ne possède pas son propre générateur de gaz, et comprend un conduit 43 (représenté en pointillés sur les figures 3 à 5) s'alimentant dans un 15 espace de réception du générateur de gaz 34 du coussin 9, et débouchant dans l'évidement 56. Dans un autre mode de réalisation représenté sur les figures 6 à 8, un dispositif 40, adaptable au système 2 de la figure 1, diffère du mode de réalisation des figures 3 à 5 en ce que l'élément de blocage 44 est solidaire 20 d'un piston 60 séparant de façon étanche le logement 46 en deux enceintes 62 et 64, et mobile dans le logement 46 selon une direction L de translation de l'élément 44 entre sa position de repos (figure 6) et sa position active (figure 8). Le ressort 50 est disposé de façon à rappeler l'élément 44 en position de repos (figure 6). Le générateur de gaz 42 est disposé dans l'enceinte 62 située en arrière du piston 60 dans le sens de déplacement de l'élément 44 de sa position de repos (figure 6) et sa position active (figure 8). Le dispositif 40 comprend un conduit 66 s'alimentant en air à l'intérieur 30 de l'enceinte 62, et débouchant à l'air libre. En fonctionnement, lorsque le générateur de gaz 42 est déclenché (figure 7), la pression dans l'enceinte 62 devient supérieure à la pression dans l'enceinte 64, ce qui provoque le déplacement du piston 60 et de l'élément 44, à l'encontre du ressort 50, vers la position active de l'élément 44. Le diamètre du conduit 66 est suffisamment réduit pour que la pression qui se développe à l'intérieur de l'enceinte 62 soit suffisante pour vaincre l'effort de rappel du ressort 50. Ensuite, la pression dans l'enceinte 62 baisse progressivement du fait par échappement de l'air par le conduit 66. Se faisant, l'élément 44 est rappelé par le ressort 50 vers sa position de repos (figure 8). Pour réarmer le dispositif 40 en vue d'une utilisation ultérieure, il suffit de disposer un nouveau générateur de gaz dans l'enceinte 62. Ce dispositif 40 est réversible, étant donné qu'il revient de lui-même à 1 la position de repos. La durée s'écoulant entre le déclenchement du générateur de gaz 42 et le retour en position de repos est de l'ordre d'une fraction de seconde, par exemple 50 à 200 ms, ce qui correspond à la durée d'un choc. Ce mode de réalisation permet de limiter tout risque d'accident du à 20 un déclenchement intempestif du dispositif 40, provoquant un blocage de l'arbre 3. En effet, l'arbre 3 n'est bloqué que pendant une durée très courte, inférieure au temps de réaction du conducteur, qui est de l'ordre d'une seconde. De façon classique, le coussin gonflable de sécurité est prévu pour se 25 dégonfler progressivement après son gonflage, de façon à amortir le choc d'un conducteur contre le coussin. De préférence, le dispositif 40 est prévu pour se déclencher et bloquer l'arbre 3 dès le début du gonflage du coussin, et pour libérer à nouveau l'arbre 3 au début du dégonflage du coussin. 30 Dans une variante adaptable au système 2 de la figure 2, le dispositif 40 ne possède pas son propre générateur de gaz, et comprend un conduit 43 (représenté en pointillés sur les figures 6 à 8) s'alimentant dans un espace de réception du générateur de gaz 34 du coussin 9, et débouchant dans l'enceinte 62. Le conduit 43 est de préférence de diamètre supérieur au diamètre du conduit 66. Dans ce mode de réalisation, il est possible que l'élément 44 soit un élément de blocage d'un système anti-vol bloquant la rotation de l'arbre 3 en l'absence d'une clé de démarrage du véhicule. L'invention s'applique également à un système de colonne de direction ne permettant pas le réglage en profondeur du volant. REVENDICATIONS 1.- Système de colonne de direction pour véhicule automobile, du type comprenant un arbre de direction (3) s'étendant suivant un axe (A) et destiné à être monté rotatif par rapport à un support (10) autour de son axe (A), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (36, 38, 42, 44, 50 ; 34, 36, 38, 43, 44, 50) de blocage en rotation de l'arbre de direction (3) en cas de choc subi par le véhicule automobile. 10 2.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de blocage comprennent : - au moins un élément (44) de blocage de la rotation de l'arbre de direction (3) par rapport au support (10), l'élément de blocage (44) étant mobile entre une position de repos laissant libre la rotation de l'arbre de direction (3) par rapport au support (10), et une position active de blocage de la rotation de l'arbre de direction (3) par rapport au support (10) ; et - des moyens d'activation (36, 38, 42, 50 ; 34, 36, 38, 43, 50) permettant de déplacer l'élément de blocage (44) en position active en cas de choc subi par le véhicule. 20 3.- Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'activation comprennent au moins un générateur de gaz (:34, 42). 4.- Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que la générateur de gaz (34) est un générateur de gaz de gonflage d'un coussin gonflable de sécurité (9) disposé sur un volant de direction (8) fixé sur l'arbre de direction (3). 5.- Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, 30 caractérisé en ce que les moyens d'activation comprennent un ressort (50) de rappel de l'élément de blocage (44) en position de repos. 6.- Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'élément de blocage (44) est solidaire d'un piston (60) divisant un logement (46) en deux enceintes (62, 64), et monté mobile dans le logement (46), le générateur de gaz (34 ; 42) débouchant dans une enceinte (62), de façon à solliciter, lors de son déclenchement, le piston (60) en déplacement dans le logement (46) dans le sens du déplacement de l'élément de blocage (44) vers sa position active. 10 7.- Système selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'activation comprennent un ressort (50) de sollicitation de l'élément de blocage (44) vers sa position active. 8.- Système selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un élément (52) de retenue de l'élément de blocage (44) en position de repos, le générateur de gaz (34, 42) étant disposé de façon à provoquer lors de son déclenchement un déplacement de l'élément de retenue (52) permettant de libérer l'élément de blocage (44). 20 9.- Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que l'élément de blocage (44) est un élément de blocage d'un système antivol du véhicule automobile permettant de bloquer l'arbre de direction (3) en rotation par rapport au support (10) en l'absence d'une clé de démarrage. 10.- Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que les moyens d'activation comprennent des moyens de détection (38) d'un choc subi par le véhicule automobile. 30 11.- Véhicule automobile comprenant un système selon l'une quelconque des revendications précédentes.