Brevet FR2928599A1 — publié le 20090918

� DISPOSITIF DE VERROUILLAGE D'UN ELEMENT DE TRANSMISSION D'UN VEHICULE AUTOMOBILE� La présente invention concerne un dispositif de verrouillage d'un élément de transmission d'un véhicule automobile tel qu'une colonne de direction ou un arbre de boîte de vitesses. Plus particulièrement mais non exclusivement, la présente invention concerne un dispositif de verrouillage utilisant un moteur électrique pour effectuer le verrouillage avec une sécurité de fonctionnement renforcée. Dans ce qui va suivre, le dispositif de verrouillage de la présente invention va être décrit en association avec une colonne de direction. Il est à noter que cela n'est nullement limitatif pour le dispositif de verrouillage. Ainsi, il est aussi possible de verrouiller d'autres éléments de transmission que la colonne de direction avec un tel dispositif de verrouillage et un tel dispositif peut s'appliquer à un quelconque élément de transmission. Anciennement et encore actuellement, le verrou antivol de direction est mécanique et commandé par le conducteur grâce à une clé codée mécaniquement. Cependant, et de plus en plus, les véhicules automobiles comportent des systèmes de démarrage dits mains libres ou DML avec lesquels il n'est plus nécessaire de se servir d'une clé mécanique tant pour accéder à l'intérieur du véhicule que pour démarrer le moteur. Avec une telle disparition de la clé de contact, il est nécessaire de remplacer les dispositifs de verrouillage mécanique de la colonne de direction par des dispositifs actionnés électriquement. Ces dispositifs de verrouillage électrique doivent offrir la même fiabilité que les dispositifs mécaniques. Un tel dispositif de verrouillage doit être capable de fonctionner tout seul et il y a deux situations posant problème. Une première situation se produit quand le conducteur tourne son volant et le maintient avec un certain couple correspondant au couple de rappel des pneus puis arrête le moteur en retirant la clé de contact. Lorsque le conducteur lâche le volant, si le cran de verrouillage est en face du volant, il reste le couple volant et donc un effort important dans le doigt du verrou d'antivol. Une seconde situation apparaît quand le conducteur arrête le moteur avec la clé de contact, la retire du dispositif de verrouillage, puis tourne le volant pour être sûr que ce dispositif soit bien enclenché. Dans ce cas, il reste aussi un couple au volant correspondant au couple de rappel des pneumatiques. Dans ces deux situations, pour redémarrer, il est impossible de tourner la clé de contact, il faut alors tourner le volant de quelques degrés dans le même sens que lors de l'arrêt afin que la clé de contact puisse tourner. Dans le cas d'un démarrage mains libres, cette manoeuvre doit être réalisée uniquement avec l'actionneur électrique, ce qui exige une puissance importante du moteur électrique. Le document EP-A-918 000 décrit un antivol pour un arbre de colonne de direction autorisant un débattement angulaire en position verrouillée. Le bloc d'immobilisation comporte une douille externe et une douille interne, liées entre elles par un élément déformable, la colonne de direction étant munie de rainures se logeant dans la douille interne. Le bloc d'immobilisation est déplacé d'une position à l'autre à l'aide d'un moteur électrique. Cet élément déformable travaille cependant par friction et, dans la position du problème mentionnée dans ce document, il est fait référence à la protection contre la détérioration du verrou lors d'un vol. Cet élément travaille essentiellement comme un limiteur de couple pour empêcher une détérioration de la colonne lors d'un vol et non pour faciliter le déverrouillage du verrou. La présente invention a pour but d'éviter, lors d'un verrouillage d'un élément de transmission, que subsiste un couple permanent dans le verrou de cet élément impliquant par l'existence d'un effort important dans le dispositif de verrouillage un risque d'endommagement d'une partie de l'élément et une difficulté ultérieure de déverrouillage de cet élément. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de verrouillage d'un élément de transmission rotatif d'un véhicule automobile, ce dispositif comprenant un moyen d'arrêt porté par l'élément de transmission pouvant être bloqué en position par un moyen de verrouillage, caractérisé en ce qu'entre le moyen d'arrêt et l'élément de transmission sont intercalés des moyens d'élasticité angulaire permettant un débattement angulaire prédéterminé de l'élément de transmission par rapport au moyen d'arrêt bloqué. Selon des caractéristiques additionnelles de la présente invention : le moyen d'arrêt entoure l'élément de transmission en présentant un évidement pour la réception d'une partie liée à cet élément, les moyens d'élasticité angulaire permettant un déplacement de ladite partie dans l'évidement du moyen d'arrêt, - l'évidement présente des parties rétrécies servant de butées limitant le déplacement de la partie liée à l'élément de transmission dans cet évidement, - le moyen d'arrêt est une bague antivol présentant plusieurs encoches uniformément réparties sur sa périphérie pour le logement du moyen de verrouillage dans une de ces encoches, - les moyens d'élasticité sont sous la forme de ressorts ou de circlips disposés sur chacun de deux côtés opposés de la partie de l'élément de transmission entre ce côté et le bord correspondant de l'évidement, - les moyens d'élasticité sont sous la forme d'un ressort ou de ressorts travaillant en flexion ou en compression ou d'une lame de flexion, - au moins la lame de flexion ou le ressort de flexion est logé dans le moyen d'arrêt et présente des 10 butées intégrées, - les moyens d'élasticité sont sous la forme d'une pièce plastique logée dans la bague d'arrêt et présentant des butées intégrées. L'invention concerne également un dispositif de 15 verrouillage électrique d'une colonne de direction pour véhicule automobile, comprenant un verrou et un actionneur électrique de verrou rendu opérationnel par l'arrêt du groupe moto-propulseur du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de 20 temporisation afin que la mise en opération de l'actionneur électrique ne s'effectue qu'après une durée prédéterminée suivant l'arrêt du groupe moto-propulseur. L'invention concerne en outre une colonne de direction de véhicule automobile, caractérisée en ce 25 qu'elle comprend un tel dispositif de verrouillage. L'invention concerne enfin un véhicule automobile présentant au moins un élément de transmission ou une colonne de direction, caractérisé en ce que cet élément de transmission ou cette colonne peut être verrouillée en 30 position par un tel dispositif de verrouillage. L'invention va maintenant être décrite plus en détail mais de façon non limitative en regard des figures annexées, dans lesquelles : 35 - la figure 1 est une représentation schématique d'une vue de dessus d'une partie d'une colonne de direction présentant un dispositif de verrouillage selon la présente invention, - la figure 2 est une représentation schématique d'une coupe longitudinale de la colonne selon la figure 5 1, -les figures 3a, 3b, 4 à 9, 10a et 10b montrent respectivement un mode de réalisation selon la présente invention du ou des moyens d'élasticité angulaire associés à une forme respective de l'évidement de la 10 bague antivol du dispositif de verrouillage. Dans ce qui va suivre, une colonne de direction est montrée pour illustrer le moyen de transmission portant le dispositif de verrouillage selon la présente 15 invention. Il est cependant évident que ce dispositif n'est pas limité à une application pour une colonne de direction mais au contraire s'applique tout élément de transmission, notamment sous la forme d'un arbre de transmission, par exemple pour une crémaillère de 20 direction ou autres. Les figures 1 et 2 montrent une colonne 1 de direction sous la forme d'un tube 3 de colonne, cette colonne 1 étant munie d'une bague antivol 2 réalisant le moyen d'arrêt du dispositif de verrouillage coopérant 25 avec un moyen de verrouillage pour son blocage comme il sera vu par la suite. La bague antivol 2 est montée sur la colonne 1 de direction et l'entoure complètement avec un effet de friction entre la bague 2 et la colonne 1, non visible aux figures 1 et 2. En outre, pour éviter à 30 cette bague antivol 2 de glisser sur la colonne, elle est avantageusement intercalée entre deux bagues formant butées 4 et 5. La bague antivol 2 présente un évidement 8 permettant le passage d'une partie 9 liée à la colonne 1 35 de direction et sous la forme d'un téton faisant saillie radialement de cette colonne 1. L'évidement 8 est plus large que la partie 9 liée à la colonne 1 de direction. Une extrémité de la bague antivol 2 est munie de créneaux 6 sur toute sa périphérie et un doigt antivol 7, coopérant avec la bague antivol 2 pour former le dispositif antivol, peut pénétrer dans un des créneaux 6 pour assurer le blocage en position de l'ensemble. Pour ordre d'idée, il peut y avoir environ huit créneaux 6 à la périphérie de la bague antivol 2. Selon la présente invention, le dispositif de verrouillage d'un élément de transmission, ici la colonne 1 de direction, d'un véhicule automobile, comprend un moyen d'arrêt, sous la forme de la bague antivol 2, porté par l'élément de transmission pouvant être bloqué en position par un moyen de verrouillage, illustré par le doigt antivol 7 et est caractérisé en ce qu'entre le moyen d'arrêt et l'élément de transmission sont intercalés des moyens d'élasticité angulaire permettant un débattement angulaire prédéterminé de l'élément de transmission par rapport au moyen d'arrêt bloqué. Ces moyens d'élasticité sont montrés à la figure 1 sous la référence 11. A cette figure, les moyens d'élasticité sont des ressorts travaillant en compression mais il sera ultérieurement détaillé d'autres formes de réalisation de tels moyens. L'ajout de cette élasticité angulaire par les moyens d'élasticité 11 permet d'éviter de conserver un couple permanent dans la colonne 1. Avec cette élasticité angulaire pour la partie 9 liée à la colonne 1 en face du moyen de doigt antivol 7, s'il y a un couple volant lors du blocage du dispositif de verrouillage, l'action de relâcher le volant fera tourner la colonne 1 grâce à cette élasticité. Les paramètres rentrant en ligne de compte pour la mise au point d'une élasticité angulaire suffisante sont la largeur de l'évidement 8 de la bague antivol 2, le jeu laissé à la partie 9 liée à la colonne 1 de direction dans cet évidement, le nombre de créneaux 6 de verrouillage et les caractéristiques des moyens d'élasticité 11. Par exemple, la valeur du jeu de la partie 9 est calculée et limitée en fonction de l'angle de l'hystérésis du pneu remonté au volant soit de 15° environ au niveau de la colonne 1. En fonction du nombre de créneaux sur la bague antivol 2, cet angle peut être réduit à la valeur d'un demi pas des créneaux, ce qui peut faire de l'ordre de 2 à 4 mm sur la périphérie de la bague. Aux figures 1 et 2, l'évidement est montré avec une forme rectangulaire de même que la partie 9 liée à la colonne 1 de direction. Cet évidement 8 peut présenter une autre forme, par exemple une forme en T, afin de réaliser des butées pour la partie 9. Les figures 3a, 3b, 4 à 9, 10a et 10b illustrent chacune un mode de réalisation selon la présente invention du ou des moyens d'élasticité angulaire associés à une forme respective de l'évidement de la bague antivol du dispositif de verrouillage. La figure 3a montre un évidement 8 sous la forme d'un grand rectangle dans la bague antivol et un petit rectangle pour la partie 9 liée au tube de colonne. Les moyens d'élasticité sont sous la forme de ressorts 11a se trouvant entre les deux rectangles. La figure 3b est sensiblement similaire à la figure 3a, en ce qui concerne les ressorts 11a, mais présente un évidement 8a de la bague antivol sous forme de T. On obtient ainsi une limitation de jeu entre la partie 9 et l'évidement 8a, ce jeu étant réduit à une longueur d des deux côtés de la partie 9. La figure 4 montre un évidement 8 rectangulaire et une partie 9 avec un moyen d'élasticité en caoutchouc travaillant en flexion 11b et interposé entre eux. Le jeu de la partie 9 est d'une longueur df sur chacun de ses côtés correspondant à un débattement angulaire pour la colonne de direction. La figure 5 montre un évidement 8a en forme de T et une partie 9 avec deux moyens 11c d'élasticité en caoutchouc et travaillant en compression sur chacun de ses côtés correspondant à un débattement angulaire pour la colonne de direction. La figure 6 montre un évidement 8a en forme de T et une partie 9a liée à la colonne de direction aussi en forme de T avec deux moyens 11c d'élasticité du type circlips agissant sur la tête du T de la partie 9a sur chacun de ses côtés correspondant à un débattement angulaire pour la colonne de direction. Dans ce cas, le jeu est une longueur de de chaque côté de la partie 9a. La figure 7 montre un évidement 8 complété par un plus petit rectangle 8b de largeur réduite pour la réception d'un ressort métallique du type lame de flexion 11 e et relié à son autre extrémité à la partie 9 sous forme d'un petit rectangle dans l'évidement 8. Les extrémités des longueurs du petit rectangle 8b adjacentes à la paroi de l'évidement 8 peuvent servir de butées pour la lame de flexion 11 e. La figure 8 montre un moyen d'élasticité sous la forme d'un ressort métallique de type lame de flexion 11f intégré dans la bague antivol présentant l'évidement 8 avec butées intégrées, la liaison entre la lame de flexion 11f et la partie 9 étant réalisée par un moyen de fixation telle qu'une goupille. La figure 9 montre une élasticité réalisée par au moins un ressort métallique 11g de type lame de flexion intégré dans la bague antivol, avec des butées intégrées. Aux figures 7, 8, 9, les jeux sont indiqués respectivement par dc7, dc8 et dc9. Les figures 10a et 10b montrent respectivement une vue de dessus et une coupe d'un dispositif de verrouillage selon la ligne C-C de la figure 10a, avec une élasticité réalisée par une pièce rapportée 11h, de préférence en plastique, avec une certaine élasticité, cette pièce présentant des butées intégrées pour permettre un jeu dd. Cette pièce rapportée 11h est fixée par un axe central 13 sur la pièce 9 et les butées sont réalisées par des ergots 12 de chaque côté de cette pièce 11h. Un tel dispositif de verrouillage permet de simplifier le fonctionnement d'un verrou, soit mécanique ou électrique, en réduisant les efforts de déverrouillage. Il procure ainsi un gain économique et un gain en masse sur la colonne. En ce qui concerne le cas particulier et non limitatif d'un dispositif de verrouillage électrique, l'utilisation d'un dispositif de verrouillage selon la présente invention pour une commande électrique se traduit par un gain en puissance du moteur et sur l'électronique de pilotage, étant donné que le couple de rappel dans la colonne de direction est supprimé par l'utilisation des moyens d'élasticité décrits plus haut. L'invention propose aussi une solution logicielle pour éviter de laisser un couple de rappel dans la colonne de direction dans un dispositif de verrouillage électrique. Dans cette forme de réalisation de la présente invention, le dispositif de verrouillage électrique d'une colonne de direction pour véhicule automobile, selon la présente invention, comprend un verrou et un actionneur électrique de verrou rendu opérationnel par l'arrêt du groupe moto-propulseur du véhicule et est caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de temporisation afin que la mise en opération de l'actionneur électrique ne s'effectue qu'après une durée prédéterminée suivant l'arrêt du groupe moto-propulseur. Ainsi, le dispositif de verrouillage est commandé une fois que le conducteur a lâché le volant. Il y a donc une temporisation entre l'arrêt du groupe moto-propulseur et l'actionnement du verrou, par exemple de l'ordre d'une trentaine de secondes, compte tenu que le conducteur ne maintient vraisemblablement pas son volant tourné pendant trente secondes, et qu'il est pratiquement impossible que le véhicule soit l'objet d'un vol dans ces trente secondes qui suivent l'arrêt du véhicule. L'invention n'est nullement limitée aux modes de 5 réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples. REVENDICATIONS 1. Dispositif de verrouillage d'un élément de transmission (1) rotatif d'un véhicule automobile, ce dispositif comprenant un moyen d'arrêt (2) porté par l'élément de transmission (1) pouvant être bloqué en position par un moyen de verrouillage (7), caractérisé en ce qu'entre le moyen d'arrêt (2) et l'élément de transmission (1) sont intercalés des moyens d'élasticité angulaire (11) permettant un débattement angulaire prédéterminé de l'élément de transmission (1) par rapport au moyen d'arrêt (2) bloqué. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'arrêt (2) entoure l'élément de transmission (1) en présentant un évidement (8) pour la réception d'une partie liée (9) à cet élément, les moyens d'élasticité (11) angulaire permettant un déplacement de ladite partie (9) dans l'évidement (8) du moyen d'arrêt (2). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'évidement (8) présente des parties rétrécies servant de butées limitant le déplacement de la partie liée (9) à l'élément de transmission (1) dans cet évidement (8). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le moyen d'arrêt (2) est une bague antivol présentant plusieurs encoches (6) uniformément réparties sur sa périphérie pour le logement du moyen de verrouillage (7) dans une de ces encoches (6). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'élasticité (11) sont sous la forme de ressorts (Ila) ou de circlips (11d) disposés sur chacun de deux côtés opposés de la partie de l'élément de transmission (1) entre ce côté et le bord correspondant de l'évidement (8). 6. Dispositif selon l'une Celconque des revendications 2 a 4, caractérisé en ce que les moyens d'élasticité sont sous la forme d'un ressort ou de ressorts (11b, 11c) travaillant en flexion ou en compression ou d'une lame de flexion (11 e, 11f, 11g). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'au moins la lame de flexion (11f, 11g) ou le ressort de flexion est logé dans l'élément d'arrêt et présente des butées intégrées. 8. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'élasticité sont sous la forme d'une pièce plastique (11h), logée dans le moyen d'arrêt (2) en présentant des butées intégrées (12). 9. Colonne de direction de véhicule automobile, comportant un dispositif de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel, l'élément de transmission (1) est la colonne de direction, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un actionneur électrique pour actionner le moyen de verrouillage (7) pour bloquer la colonne de direction (1). 10. Colonne de direction selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen de temporisation afin que la mise en opération de l'actionneur électrique ne s' effectue qu'après une durée prédéterminée suivant l'arrêt du groupe moto-propulseur. rr