Brevet FR2909954A1 — publié le 20080620

L'invention concerne un dispositif mécanique de blocage d'une colonne de direction d'un véhicule équipé d'une direction assistée électrique. Les véhicules automobiles actuels comportent, à des fins de protection contre le vol, un antivol électronique adapté pour provoquer un blocage de la direction en 5 l'absence d'alimentation électrique, et un antivol mécanique. De façon usuelle, les antivols mécaniques sont adaptés pour être montés sur la colonne de direction des véhicules et comportent un moteur réducteur adapté pour actionner un verrou mécanique de verrouillage en rotation de la dite colonne de direction. De tels antivols mécaniques, communément dénommés ESL (correspondant au sigle 10 de Electrical Steering lock ), se doivent d'offrir toutes les garanties en termes de sécurité du fait qu'ils agissent directement sur la colonne de direction du véhicule, et ils possèdent, à cet effet, une électronique de commande du moteur réducteur leur conférant ces garanties sécuritaires. De plus, ces antivols mécaniques doivent permettre, en toutes circonstances, de déverrouiller la colonne de direction sans intervention de l'utilisateur, 15 notamment dans les cas défavorables où une des roues se trouve sous tension mécanique, par exemple roue en butée contre un trottoir. A cet effet, le réducteur et le verrou mécanique sont adaptés pour permettre d'exercer une force de déverrouillage conséquente. Du fait de ces exigences, tant sécuritaires que mécaniques, ces antivols 20 ESL constituent des dispositifs d'un prix de revient important. Toutefois, malgré cet inconvénient d'ordre financier considéré comme crucial dans le domaine automobile, aucune solution n'a été proposée à l'heure actuelle, permettant de réduire de façon notable le coût des dispositifs réalisant la fonction de blocage mécanique des véhicules. La seule alternative actuelle consiste, en effet, à remplacer les antivols ESL par des 25 dispositifs de verrouillage du levier de vitesses. Toutefois, de tels dispositifs de verrouillage doivent également satisfaire à des exigences sécuritaires et mécaniques qui conduisent à des prix de revient importants. Notamment, de tels dispositifs sont actuellement plus spécifiquement adaptés pour équiper des véhicules dotés d'une boîte à vitesses automatique (qui sont plus onéreuses que les boîtes dites "manuelles"). 30 La présente invention vise à pallier les inconvénients d'ordre financier des antivols mécaniques actuels, et a pour principal objectif de fournir un antivol mécanique d'un prix de revient notablement inférieur à celui des antivols mécaniques actuels, conçu pour assurer le blocage mécanique de la colonne de direction de véhicules équipés d'une direction assistée électrique. 2909954 2 A cet effet, l'invention vise un dispositif mécanique de blocage d'une colonne de direction d'un véhicule équipé d'une direction assistée électrique comprenant un moteur réducteur doté d'un arbre moteur d'entraînement de la colonne de direction et une électronique d'alimentation électrique et de commande du dit moteur réducteur. Selon l'invention, ce dispositif mécanique de blocage comprend des moyens à commande électrique de blocage mécanique en rotation de l'arbre moteur du moteur réducteur, connectés sur l'électronique d'alimentation électrique et de commande du dit moteur réducteur et adaptés pour présenter : • un état actif de blocage en rotation de l'arbre moteur du moteur réducteur 10 en l'absence d'alimentation électrique, • et un état passif de libération de la rotation de l'arbre moteur du moteur réducteur lors de leur alimentation électrique. En lieu et place des antivols mécaniques actuels qui consistent en des dispositifs spécifiquement et uniquement conçus pour assurer une fonction de verrouillage 15 mécanique, l'invention a consisté à utiliser des éléments conçus actuellement pour assurer l'entraînement de la colonne de direction, à savoir le moteur réducteur de la direction assistée électrique, pour réaliser également la fonction de blocage mécanique de cette colonne de direction, moyennant simplement l'intégration, à l'intérieur de ce moteur réducteur, de moyens de blocage mécanique à commande électrique connectés 20 sur l'électronique d'alimentation électrique et de commande du dit moteur réducteur, et dont le fonctionnement est donc géré par cette électronique. Le surcoût engendré, selon l'invention, par la fonction de blocage mécanique de la colonne de direction, se résume ainsi au coût correspondant au montage, dans les moteurs réducteurs des directions assistées électriques, d'organes de blocage mécanique 25 en rotation de l'arbre moteur des dits moteurs réducteurs, le dit montage : • pouvant être réalisé directement sur le banc d'assemblage des moteurs réducteurs, • consistant notamment à connecter électriquement ces organes de blocage sur l'électronique d'alimentation électrique et de commande du moteur réducteur, 30 conçue, de par sa fonction propre de gestion du fonctionnement d'un moteur réducteur d'actionnement d'une colonne de direction, pour apporter toutes les garanties sécuritaires de fonctionnement requises. Ainsi, le dispositif mécanique de blocage selon l'invention s'avère d'un coût de revient, fourniture plus installation, notablement inférieur à celui des antivols mécaniques 35 actuels visant à assurer une même fonction finale de verrouillage de la colonne de direction d'un véhicule. 2909954 3 De plus, le verrouillage de la colonne de direction étant obtenu, selon l'invention, au moyen d'organes de blocage disposés en amont du réducteur de la direction assistée électrique, les forces à exercer pour obtenir un déverrouillage sont notablement inférieures à celles requises pour un antivol mécanique actuel (de l'ordre de 5 vingt fois inférieures). Ainsi, la force de déverrouillage requise dans les cas extrêmes de mise sous tension mécanique d'une roue, s'avère notablement inférieure à celle requise pour les antivols mécaniques actuels. De ce fait, notamment, le verrouillage peut être assuré en utilisant des moyens de blocage d'un faible coût de revient présentant une relativement faible résistance mécanique, tels que, avantageusement selon l'invention, un électroaimant doté d'une tige mobile adaptée pour présenter : • un état déployé de blocage en rotation d'organes de butée solidaires en rotation de l'arbre moteur du moteur réducteur, en l'absence d'alimentation électrique du 15 dit électroaimant, • et un état rétracté de libération de la rotation des organes de butée, lors de l'alimentation électrique du dit électroaimant. On notera que, de préférence, l'électroaimant utilisé est de type bistable afin de disposer d'un verrouillage magnétique de l'armature mobile dans les deux sens 20 (déployé ù rétracté). Ceci permet un maintien en position de l'élément mobile en l'absence d'alimentation électrique, le cas échéant. Notamment cela est nécessaire en cas de coupure d'alimentation accidentelle afin d'éviter que la colonne de direction se bloque. Par ailleurs, en vue d'augmenter le couple de blocage, sans répercutions sur le coût de revient, les organes de butée sont ménagés sur un volant solidaire en rotation 25 de l'arbre moteur du moteur réducteur, et sont adaptés pour coopérer avec un électroaimant positionné en regard d'une zone périphérique du dit volant. Par ailleurs, lorsque la direction assistée électrique comprend un capteur de rotation doté d'une cible solidaire en rotation de l'arbre moteur du moteur réducteur, les organes de butée sont avantageusement ménagés sur cette cible faisant office de volant, 30 de sorte que la seule pièce surajoutée à l'intérieur du moteur réducteur en vue d'obtenir la fonction d'antivol mécanique, consiste en un électroaimant. D'autres caractéristiques buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence au dessin annexé qui en représente à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation préférentiel. Sur ce dessin, la figure unique 35 1 est une vue longitudinale, avec des arrachés partiels d'un moteur réducteur de direction assistée électrique équipé d'un dispositif mécanique de blocage selon l'invention. 2909954 4 L'invention a pour objet un dispositif mécanique de blocage d'une colonne de direction d'un véhicule équipé d'une direction assistée électrique comprenant un moteur réducteur 1 doté : • d'un arbre moteur 2 monté rotatif à l'intérieur de roulements tels que 3, 5 d'entraînement direct ou indirect de la colonne de direction du véhicule, • et d'une électronique 4 d'alimentation électrique et de commande du dit moteur réducteur. De plus ce moteur réducteur 1 comporte classiquement un capteur de rotation doté d'une cible 5 constituée d'un disque solidarisé sur l'extrémité de l'arbre moteur 2 du 10 moteur réducteur 1, et d'un capteur proprement dit (non représenté), fixe par rapport à l'arbre moteur 2, de détection de la position rotative de la cible 5. Le dispositif mécanique de blocage selon l'invention est intégré dans le moteur réducteur 1 et comprend, en premier lieu, un électroaimant 6 connecté électriquement sur l'électronique 4 d'alimentation électrique et de commande de ce moteur réducteur 1. De plus, cet électroaimant 6 comporte une tige mobile 7, et se trouve disposé de façon que la dite tige soit positionnée en regard d'une zone périphérique de la cible 5, et se déplace en translation selon un axe parallèle à l'axe de rotation de l'arbre moteur 2. Le dispositif mécanique de blocage selon l'invention comporte, en outre, des organes de butée 8 ménagés sur la cible 5 et adaptés pour coopérer avec la tige 7 de l'électroaimant 6. Selon l'invention, l'alimentation électrique de l'électroaimant 6 et la disposition de cet électroaimant 6 et des organes de butée 8, sont adaptées de façon que la tige mobile 7 présente : • un état déployé de blocage en rotation des organes de butée 8 en l'absence d'alimentation électrique de l'électroaimant 6, • et un état rétracté de libération de la rotation des organes de butée 8 lors de l'alimentation électrique de l'électroaimant 6, (en cas de coupure accidentelle il est possible en utilisant un aimant bistable de maintenir une position rétractée même en l'absence d'alimentation, si le moteur du véhicule tourne). Par ailleurs, à titre d'exemple et tel que représenté à la figure 1, les organes de butée peuvent consister en des orifices 8 uniformément répartis ménagés dans la zone périphérique de la cible 5. Toutefois, ces organes de butée peuvent être de toute nature connue en soi, 35 et consister par exemple en des nervures radiales ménagées sur la cible 5... 2909954 5 Dans l'hypothèse où le moteur réducteur 1 est dépourvu de capteur de rotation et donc de cible 5, les organes de butée 8 peuvent également être ménagés sur un volant spécifique 5 dédié à cette fonction. Dans cette hypothèse, ces organes de butée 8 peuvent également être de 5 tout type connu en soi et notamment être similaires à ceux décrits ci-dessus. En variante, le volant 5 peut également être constitué d'une plaque parallélépipédique dotée de bords longitudinaux de butée de la tige 7 de l'électroaimant 6, dans la position déployée de cette tige 7. Quelle que soit la solution retenue pour réaliser les organes de butée, 10 l'invention conduit à réaliser un antivol mécanique moyennant le simple ajout, dans un moteur réducteur 1 de direction assistée électrique, d'un électroaimant 6 connecté sur l'électronique 4 de ce moteur réducteur 1, et d'un volant 5 qui peut, en outre, consister en la cible d'un capteur de détection équipant le dit moteur réducteur. On notera que la présente invention peut bien sûr être mise en oeuvre avec un 15 système passif d'accès et de démarrage mains libres du véhicule de type PASE (PASsive Entry and start system). REVENDICATIONS 1/ Dispositif mécanique de blocage d'une colonne de direction d'un véhicule équipé d'une direction assistée électrique comprenant un moteur réducteur (1) doté d'un arbre moteur (2) d'entraînement de la colonne de direction et une électronique (4) d'alimentation électrique et de commande du dit moteur réducteur, le dit dispositif mécanique de blocage étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens à commande électrique (6, 7) de blocage mécanique en rotation de l'arbre moteur (2) du moteur réducteur (1), connectés sur l'électronique (4) d'alimentation électrique et de commande du dit moteur réducteur et adaptés pour présenter : • un état actif de blocage en rotation de l'arbre moteur (2) du moteur 10 réducteur (1) en l'absence d'alimentation électrique, • et un état passif de libération de la rotation de l'arbre moteur (2) du moteur réducteur (1) lors de leur alimentation électrique. 2/ Dispositif mécanique de blocage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de blocage à commande électrique comprennent un électroaimant (6) 15 doté d'une tige mobile (7) adaptée pour présenter : • un état déployé de blocage en rotation d'organes de butée (8) solidaires en rotation de l'arbre moteur (2) du moteur réducteur (1), en l'absence d'alimentation électrique du dit électroaimant, • et un état rétracté de libération de la rotation des organes de 20 butée (8), lors de l'alimentation électrique du dit électroaimant. 3/ Dispositif mécanique de blocage selon la revendication 2 caractérisé en ce que les organes de butée (8) sont ménagés sur un volant (5) solidaire en rotation de l'arbre moteur (2) du moteur réducteur (1), et sont adaptés pour coopérer avec un électroaimant (6) positionné en regard d'une zone périphérique du dit volant. 25 4/ Dispositif mécanique selon la revendication 3 de blocage de la colonne de direction d'un véhicule équipé d'une direction assistée électrique comprenant un capteur de rotation doté d'une cible solidaire en rotation de l'arbre moteur (2) du moteur réducteur (1), caractérisé en ce que les organes de butée (8) sont ménagés sur la cible (5) faisant office de volant.