Brevet FR2951431A1 — publié le 20110422

DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE VERROUILLAGE AUTOMATIQUE D'UNE COLONNE DE DIRECTION DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait au domaine de l'électronique embarquée sur des véhicules au sens large (exemple motocycle, bateau, machine BTP, etc...) et notamment aux adaptations permettant de réaliser un verrouillage de la direction de tels véhicules dans les meilleures conditions. DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR Il existe actuellement dans le secteur de l'automobile, des dispositifs antivols de verrouillage de la colonne de direction qui sont pilotés et asservis par des solutions électroniques. Ces ensembles associant des caractéristiques mécaniques et électroniques sont très complexes et disposent en général d'un verrouillage multicrans qui fait qu'en position de stationnement c'est à dire une fois le dispositif de verrouillage activé, la colonne de direction peut être bloquée environ tous les cinq (5) degrés de mouvement de rotation de ladite colonne. Ces systèmes sont difficiles à mettre en œuvre sur des motocycles, car un défaut de verrouillage peut alors apparaître tous les cinq (5) degrés d'angle et bloquer ainsi la position du guidon, ce qui, sur un deux roues, se solde par un accident, quelle que soit la vitesse du véhicule. Pour résoudre ce problème lié à une application aux motocycles et bien que de nos jours l'électronique prenne une part considérable dans l'équipement des véhicules, les procédés et dispositifs existants ont été conçus pour requérir une action humaine dite active de pousser-tirer ou de rotation, pour libérer le verrou de colonne de son inter-blocage mécanique. Ce procédé présente plusieurs - 2 avantages et parmi ceux-ci . - il garantit l'exécution de cette opération par l'utilisateur, obligé de procéder consciemment à cette manipulation pour pouvoir conduire le véhicule, - les efforts nécessaires au déverrouillage ne requièrent pas d'énergie supplémentaire demandée à la batterie par un actionneur pour retirer ce verrou, - l'action repose sur la logique et l'action seule du conducteur, et non pas sur une électronique programmée qui devrait garantir le caractère stable du déverrouillage lors des phases de conduite, - etc... Néanmoins, dans la mesure où le déverrouillage doit être réalisé par action "manuelle" sans nécessiter de phase d'identification, il est difficile de garantir que ledit déverrouillage soit réalisé par le bon utilisateur. DESCRIPTION DE L'INVENTION Ce que constatant, la demanderesse a mené des recherches visant à proposer une solution complètement automatisée de blocage de colonne de direction notamment pour deux roues tout en assurant une sécurité d'utilisation maximale c'est à dire minimisant les conséquences induites par un défaut de commande électronique ou logiciel susceptible d'activer le blocage. Ces recherches ont abouti à la conception et à la réalisation d'un dispositif et d'un procédé de travail correspondant associant des sous-ensembles mécaniques et électroniques particulièrement simples à mettre en œuvre et répondant aux objectifs de l'invention. Selon l'invention, le dispositif de verrouillage de la colonne de direction d'un motocycle comprenant un premier module solidaire de la colonne mobile en rotation et un deuxième module solidaire du cadre du véhicule fixe par rapport à ladite colonne, ledit cadre limitant mécaniquement l'amplitude angulaire du mouvement de rotation de ladite colonne, 5 10 15 20 25 30 35 - 3 - un module comprenant un pêne se projetant vers l'autre module, l'autre module comprenant deux targettes se projetant vers l'autre module, le pêne ou la paire de targettes étant susceptible de se mouvoir entre une position déployée pour créer un obstacle sur la course de déplacement angulaire de l'autre module à à des fins de verrouillage ou d'empêchement de déplacement de ce dernier et une position rétractée pour autoriser le déplacement de ce dernier, est remarquable en ce que ledit pêne ou la paire de targettes est mis en mouvement par un actionneur commandé par boîtier communicant avec un sous-ensemble mains libres par liaison filaire ou par liaison radio fréquence, les deux targettes sont disposées aux deux extrémités de la course angulaire définie par ledit cadre, de façon à créer une zone de fonctionnement sans verrouillage possible entre lesdites deux targettes, une zone de verrouillage à chaque extrémité de la course angulaire définie par ledit cadre, zone de verrouillage définie par l'espace entre la targette et l'extrémité de la course angulaire, de sorte que ledit pêne ne puisse atteindre l'extrémité de la course angulaire et la zone de verrouillage correspondante qu'en position rétractée du pêne ou des targettes, et que le déploiement dudit pêne ou des targettes dans la zone de fonctionnement définie entre les deux targettes évite le passage dudit pêne dans la zone de verrouillage durant le fonctionnement normal du véhicule. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce qu'elle évite la création d'un verrouillage multicrans et notamment les désavantages de ce dernier dans une application aux deux roues. En effet, - 4 ce procédé cantonne les zones de verrouillage aux extrémités de la plage angulaire du mouvement de rotation de la colonne et empêche l'accès à ces zones de verrouillage en fonctionnement normal. Ainsi, en position rétractée commandée, le pêne ou les targettes autorise le déplacement de la colonne de direction sur la totalité de la plage angulaire. En effet, le retrait dudit pêne ou des targettes permet le passage d'une zone à l'autre en autorisant le passage du pêne malgré l'obstacle constitué par la gâche. En position déployée de repos, le pêne ou les targettes empêche la colonne de direction de venir sur les zones angulaires correspondant au verrouillage ou bien empêche le déplacement de la colonne de direction sur la zone angulaire de fonctionnement. Étant donné que le fonctionnement du dispositif dépend de la position angulaire de la colonne de direction, le dispositif est équipé d'un capteur de la rotation de la colonne permettant de définir la zone dans laquelle se trouve le pêne. Un tel dispositif permet d'envisager une automatisation du verrouillage sur un véhicule à deux roues conformément aux objectifs de l'invention. En effet, le verrouillage ne peut être réalisé que sur les extrémités de la course de la direction c'est à dire pour un deux-roues sur une phase d'arrêt ou de manœuvre à très basse vitesse. Aussi, le déploiement défectueux du pêne n'a pas les effets négatifs d'un blocage potentiel de direction sur toute la plage angulaire. Le retrait défectueux ne permet que de libérer le verrou et n'a pas pour conséquence une situation génératrice d'accident. Afin de gérer cette automatisation, le dispositif de l'invention présente d'autres caractéristiques associées 35 ou non, parmi celles-ci : - le sous-ensemble mains libres est constitué par un - 5 boîtier regroupant des fonction d'identification et d'authentification de l'utilisateur porteur d'un badge ou d'un identifiant unique porté par l'utilisateur du véhicule, discutant avec le sous-ensemble pour procéder à l'identification de l'utilisateur via une liaison radio fréquence. - il comporte un calculateur moteur qui, gérant le moteur du véhicule et autorisant ou pas le démarrage du moteur, communique avec le sous ensemble, ce dernier transmettant l'autorisation du démarrage du moteur via le calculateur, suite à l'authentification de l'identifiant unique par le sous-ensemble mains libres. - il comporte un module alarme, qui détecte une tentative de vol du véhicule et qui communique avec le calculateur pour suspendre l'utilisation possible du moteur ou déclencher des alarmes visuelles et sonores du véhicule. - il comporte un bouton de démarrage dont l'activation par l'utilisateur lance la procédure d'identification du porteur du badge, pour déverrouiller ou non la colonne de direction et lancer le moteur. - il comporte un moyen de mesure de la vitesse dont l'information correspondant à une valeur proche d'un arrêt permet l'autorisation du déploiement du pêne ou des targettes. L'utilisateur possède sur lui une carte électronique (ou un identifiant biométrique quelconque empreintes digitales, iris,...) qui l'identifie ; éventuellement par transmission radio fréquence par le biais du calculateur embarqué sur véhicule qui autorisera ou non l'accès voire le démarrage dudit véhicule. Un autre objet de l'invention est constitué par le procédé de travail d'un dispositif tel que décrit ci-dessus. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse, un procédé de verrouillage consiste à suivre les étapes suivantes : - détection appui long sur bouton de démarrage, - 6 - - mesure de la vitesse et si la vitesse proche de zéro, - arrêt du moteur, - détection du mouvement de la colonne de direction dans un temps limité après arrête du moteur, - retrait pêne ou targettes, - mesure du mouvement angulaire détecté et amplitude angulaire du mouvement de rotation détecté suffisant, - déploiement pêne ou targettes. Selon une autre caractéristique particulièrement 10 avantageuse de l'invention, un procédé de déverrouillage consiste à suivre les étapes suivantes . - détection appui court sur bouton de démarrage, - identification de l'utilisateur, - retrait pêne ou targettes au moins pour une durée 15 limitée, - détection du mouvement de la colonne de direction dans un temps limité après arrêt du moteur, - mesure du mouvement angulaire détecté et amplitude angulaire du mouvement de rotation détecté suffisante, - déploiement du pêne ou targettes pour limitation active de la zone déverrouillée, - démarrage du moteur. Cette automatisation permet de proposer un système global d'accès et de démarrage qui ne fait pas intervenir de clef mécanique. Bien entendu, ce verrouillage et ce déverrouillage pourront également être réalisés de manière active par l'intervention de l'utilisateur, l'invention gardant son intérêt dans la diminution des conséquences d'une 30 activation défectueuse du verrou. La condamnation par verrouillage de la colonne de direction proposée par l'invention peut être déclenchée de manière active (ce qui requiert l'intervention humaine, en générale par une action sur un bouton, ou une clef si la clef fait encore 35 partie du dispositif), ou de manière passive (c'est-à-dire sans intervention humaine consciente, par exemple lors du 20 25 - 7 simple éloignement du conducteur) Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d'exemple non limitatif, plusieurs modes de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un dessin schématique d'une vue de dessus d'un mode de réalisation d'un dispositif de l'invention installé sur une motocyclette; Les figures 2 à 5 illustrent les possibilités de mouvement et de verrouillage de la colonne de direction de la motocyclette; La figure 6 est un schéma illustrant les différents sous-ensembles du dispositif ou de l'environnement du dispositif participant à son pilotage; La figure 7 est un dessin schématique d'une vue de dessus d'un autre mode de réalisation d'un dispositif conformé à l'invention. DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Tel qu'illustré sur le dessin de la figure 1, un dispositif de verrouillage conforme à l'invention et 25 référencé D dans son ensemble équipe la colonne de direction d'une motocyclette M. L'axe de pivotement du guidon G est symbolisé par le point A. Comme illustré, le dispositif D comprend un module fixe 100 solidaire du cadre de la motocyclette M et un 30 module mobile 200 solidaire du guidon G. Ce module mobile 200 suit le mouvement de rotation du guidon G autour de l'axe A selon un angle de battement défini par les caractéristiques de construction de la motocyclette. Conformément à l'invention, le module mobile 200 en 35 rotation est équipé d'un actionneur 210 assurant selon un déplacement en translation perpendiculaire à l'axe A le 20 5 10 15 25 30 35 -8- déploiement ou le retrait d'un pêne de verrouillage 211. Ce pêne, selon qu'il soit déployé ou en retrait offre une surface d'appui à des butées ou targettes 110 solidaires de la partie fixe 100 à des fins de blocage mécanique du mouvement en rotation. Ainsi, lorsque ledit pêne 211 est en retrait la colonne de direction n'est soumise à aucune limitation alors que lorsqu'il est déployé, la colonne de direction et donc le guidon G voit son mouvement de rotation limité par la disposition desdites butées et de la position du pêne 211 au moment de son déploiement. Conformément à l'invention, les butées ou targettes 110 sont disposées aux deux extrémités de la course angulaire du guidon G autour de l'axe A afin que le pêne ne bloque complètement la direction que lorsqu'il se situe à une de ces extrémités. Dans la partie de course angulaire disposée entre les deux butées angulaires ou targettes 110, le pêne 211 peut se déployer sans que la direction ne soit bloquée. Un autre effet technique est que le déploiement du pêne dans cette zone empêche la colonne de direction et donc le module mobile de venir dans les zones de verrouillage du fait de la présence desdites butées ou targettes 110. Ainsi, ces butées ou targettes 110 ont une double fonction. Une première fonction consiste à bloquer la colonne de direction une fois le pêne de verrouillage déployé dans la zone de verrouillage définie à chaque extrémités de course angulaire entre ladite extrémité et la targette. Une autre fonction consiste à empêcher ledit pêne à venir dans les zones de verrouillage une fois déployé dans l'espace angulaire séparant les deux butées 110. Le fonctionnement du dispositif D de l'invention se fait sur la base d'un mode de réalisation préféré où le pêne est déployé en position repos et où il est rétracté par la commande d'un actionneur solidaire du module mobile 200. 10 15 20 25 30 35 - 9 - Comme illustré sur le dessin de la figure 2, le pêne 211 est déployé entre les deux butées ou targettes 110 et permet l'utilisation du guidon G selon la plage angulaire délimitée par lesdites butées 110. Afin de permettre le verrouillage de la colonne de direction, le module commandant le déplacement du pêne 211 est piloté pour rétracter ledit pêne 211 comme illustré sur le dessin de la figure 3 et permettre son passage dans une des deux zones de verrouillage situées aux extrémités de la plage angulaire de déplacement du guidon G comme illustré sur le dessin de la figure 4. L'actionneur commandant le retrait est alors piloté pour autoriser le déploiement du pêne 211 et permettre sa saillie qui propose une surface d'appui contre la butée angulaire ou targette et qui bloque la direction entre l'extrémité de son battement angulaire et la butée 110 comme illustré par le dessin de la figure 5. Seule la commande de la rétractation du pêne et la rotation du guidon permettront la libération de la direction. Comme illustré sur le dessin de la figure 6, le dispositif de commande du dispositif de verrouillage et d'allumage présente une pluralité de sous-ensembles, parmi ceux-ci . - le dispositif de verrouillage D qui commande la mobilité du pêne à des fins de verrouillage et de déverrouillage de la colonne de direction; - un sous-ensemble mains libres 300 communicant avec le dispositif D (l'intelligence du système de verrouillage peut être sur demande localisée dans le dispositif D ou dans le sous ensemble 300) par liaison filaire ou par liaison radio fréquence. Ce sous-ensemble mains libres 300 peut être constitué par un boîtier regroupant potentiellement des fonctions préexistantes comme la surveillance de la pression des pneus, l'identification et l'authentification de l'utilisateur porteur du badge ou 10 15 20 25 30 35 - 10 - identifiant unique; - un identifiant unique 400 porté par l'utilisateur du véhicule, discutant avec le sous-ensemble 300 pour procéder à l'identification de l'utilisateur via une liaison radio fréquence; - un calculateur moteur 500, qui gère le moteur E et donc autorise le démarrage du moteur. Ce calculateur communique avec le sous-ensemble 300, ce dernier transmettant l'autorisation du démarrage du moteur via le calculateur, suite à l'authentification de l'identifiant unique 400 par le sous-ensemble mains libres 300; - un module Alarme optionnel 600, qui détecte une tentative de vol du véhicule et qui communique avec le calculateur pour suspendre l'utilisation possible du moteur. Le calculateur 500 peut aussi transmettre l'ordre au sous-ensemble 300 de déclencher des alarmes visuelles et sonores (clignotants, klaxon); - un bouton de démarrage 700 qui peut être le bouton du démarreur standard, un appui sur ce bouton lance la procédure d'identification du porteur du badge, et au final a pour effet de déverrouiller la colonne de direction puis de lancer le moteur E. De nombreuses stratégies d'utilisation de ce système paramétrable sont possibles, par exemple un premier appui simple sur le bouton 700 peut déverrouiller la colonne sans démarrer le moteur E (ce qui autorise des manoeuvres à la poussette pour déplacer le véhicule) et ensuite un nouvel appui lancera le moteur. De même, un appui plus ou moins long sera interprété différemment, et pourra soit déverrouiller la colonne, lancer le moteur E ou éteindre le moteur, ou reverrouiller la colonne, etc... Le système global mécatronique effectuant le déverrouillage de la colonne de direction peut fonctionner selon la séquence suivante : 1 û appui court sur le bouton 700 de l'utilisateur pour lancer le processus d'identification de déverrouillage et - 11 - enfin de démarrage, 2 û identification de l'utilisateur (Dialogue crypté entre le véhicule par l'intermédiaire du sous-ensemble 300 et l'utilisateur via l'identifiant unique 400 (badge, code frappé ou biométrie), 3 û un actuateur retire le verrou mécanique ou pêne 211 durant une temporisation définie, 4 û l'utilisateur tourne la direction de manière à sortir de la zone de condamnation, 5 û une fois sorti de cette zone (le sous ensemble est renseigné par un indicateur de rotation), l'actuateur relâche alors le pêne 211 qui évolue maintenant au repos dans une zone de rotation définie entre lesdites deux butées 110, (Ce dernier point peut être aussi garanti par l'utilisation d'un actuateur bi-stable qui garantit le non déplacement du verrou en cours de roulage.) 6 - le moteur peut être lancé. Selon le mode de réalisation où la vitesse V du véhicule est mesurée, le système peut fonctionner de la façon suivante : 1 - appui long sur le bouton 700 et V = O 2 - Arrêt moteur, 3 - basculer guidon en position extrême dans une temporisation définie pêne rétracté, 4 - si position extrême atteinte alors pêne relâché et déployé. Un autre mode de réalisation d'un dispositif D' est illustré par le dessin de la figure 7 où le module fixé à la colonne de direction ne contient aucune électronique. Dans ce mode de réalisation, le boîtier 210' commandant le déploiement et le retrait du pêne 211' sont solidaires du cadre fixe alors que la colonne de direction mobile accueille les targettes fixes 110'. Bien entendu, le reste du dispositif et du procédé restent identiques à ceux décrits plus haut. On comprend que le procédé et le dispositif, qui - 12 - viennent d'être ci-dessus décrits et représentés, l'ont été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci- dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Ainsi par exemple, selon un autre mode de réalisation ce sont les targettes qui sont mobiles et dont le déploiement et le retrait sont gérés par l'électronique embarquée alors que le pêne reste fixe. 15 20 25 30 35 5 10 20 25 30 35 REVENDICATIONS1. Dispositif de verrouillage (D) de la colonne de direction d'un motocycle (M) comprenant un premier module (200) solidaire de la colonne mobile en rotation et un deuxième module (100) solidaire du cadre du véhicule (M) fixe par rapport à ladite colonne, ledit cadre limitant mécaniquement l'amplitude angulaire du mouvement de rotation de ladite colonne, un module (200) comprenant un pêne (211) se projetant vers l'autre module (100), l'autre module (100) comprenant deux targettes (110) se projetant vers l'autre module (200), le pêne (211) ou la paire de targettes (110) étant susceptible de se mouvoir entre une position déployée pour créer un obstacle sur la course de déplacement angulaire de l'autre module à des fins de verrouillage ou d'empêchement de déplacement de ce dernier et une position rétractée pour autoriser le déplacement de ce dernier, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ledit pêne (211) ou la paire de targettes (110) est mis en mouvement par un actionneur commandé par boîtier communicant avec un sous-ensemble mains libres (300) par liaison filaire ou par liaison radio fréquence, les deux targettes (110) sont disposées aux deux extrémités de la course angulaire définie par ledit cadre, de façon à créer une zone de fonctionnement sans verrouillage possible entre lesdites deux targettes (110), une zone de verrouillage à chaque extrémité de la course angulaire définie par ledit cadre, zone de verrouillage définie par l'espace entre la targette (110) et l'extrémité de la course angulaire, de sorte que ledit pêne (211) ne puisse atteindre l'extrémité de la course angulaire et la zone de verrouillage correspondante qu'en position rétractée du pêne (211) ou des targettes (110),- 14 - et que le déploiement dudit pêne (211) ou des targettes (110) dans la zone de fonctionnement définie entre les deux targettes (110) évite le passage dudit pêne (211) dans la zone de verrouillage durant le fonctionnement normal du véhicule. 2. Dispositif (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il est équipé d'un capteur de la rotation de la colonne permettant de définir la zone dans laquelle se trouve le pêne (211). 3. Dispositif (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il comporte un moyen de mesure de la vitesse dont l'information correspondant à une valeur proche d'un arrêt permet l'autorisation du déploiement du pêne (211) ou des targettes (110). 4. Dispositif (D) selon la revendication 2, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le sous-ensemble mains libres (300) est constitué par un boîtier regroupant des fonctions d'identification et d'authentification de l'utilisateur porteur d'un badge ou d'un identifiant unique (400) porté par l'utilisateur du véhicule, discutant avec le sous-ensemble pour procéder à l'identification de l'utilisateur via une liaison radio fréquence. 5. Dispositif (D) selon la revendication 4, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il comporte un calculateur moteur (500) qui, gérant le moteur du véhicule (M) et autorisant ou pas le démarrage du moteur, communique avec le sous-ensemble (300), ce dernier transmettant l'autorisation du démarrage du moteur via le calculateur, suite à l'authentification de l'identifiant unique (400) par le sous ensemble mains libres. 6. Dispositif (D) selon la revendication 4, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il comporte un bouton de démarrage (700) dont l'activation par l'utilisateur lance la procédure d'identification du porteur du badge, pour déverrouiller ou non la colonne de direction et lancer le- 15 - moteur. 7. Procédé de travail d'un dispositif (D) selon les revendications 1 à 6 prises ensembles, CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste à suivre les étapes suivantes . - détection appui long sur bouton de démarrage (700), - mesure de la vitesse et si la vitesse proche de zéro, - arrêt du moteur, - détection du mouvement de la colonne de direction dans un temps limité après arrête du moteur, - retrait pêne (211) ou targettes (110), - mesure du mouvement angulaire détecté et amplitude angulaire du mouvement de rotation détecté suffisant, - déploiement pêne (211) ou targettes (110). 8. Procédé de travail d'un dispositif (D) selon les 15 revendications 1 à 6 prises ensembles, CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste à suivre les étapes suivantes . - détection appui court sur bouton de démarrage (700), - identification de l'utilisateur, - retrait pêne (211) ou targettes (110) au moins pour une 20 durée limitée, - détection du mouvement de la colonne de direction dans un temps limité après arrêt du moteur, - mesure du mouvement angulaire détecté et amplitude angulaire du mouvement de rotation détecté suffisante, 25 - déploiement pêne (211) ou targettes (110), - démarrage du moteur. 30 35