Brevet FR3069513A1 — publié le 20190201

DISPOSITIF DE RETRACTION D'UNE COLONNE DE DIRECTION D'UN VEHICULE AUTOMOBILE L'invention a trait au domaine des colonnes de direction de véhicules automobiles, et plus particulièrement aux colonnes de direction rétractables de véhicules 5 automobiles, notamment en mode de conduite autonome. Une colonne de direction d'un véhicule automobile fait partie d'un ensemble constituant le système de direction du véhicule, et permettant au conducteur de contrôler la trajectoire du véhicule. La colonne de direction est située entre le volant et la crémaillère de direction. La hauteur et la profondeur de la colonne de direction 10 associée au volant sont souvent réglables. Les plages de réglage sont habituellement de 40 à 50mm en hauteur, et de moins de 50mm en profondeur, par rapport à une position de référence. Dans un véhicule disposant de la fonction de conduite autonome, les colonnes de direction sont généralement rétractables afin d'offrir plus de confort en libérant de 15 l'espace devant le conducteur. Lorsqu'un tel système doit être configuré sur le véhicule, des normes doivent être respectées, notamment en ce qui concerne la vitesse à laquelle la colonne de direction retourne à sa position nominale. Ce paramètre est d'autant plus important lorsque le conducteur doit reprendre le contrôle de la conduite dans une situation d'urgence. Or, pour une course de réglage 20 de l'ordre de 100mm entre les positions minimale et maximale, une vitesse de déplacement motorisé du volant de 10 à 15 mm/s permettrait une rétraction en 8 à 10s. Les normes de sécurité concernant la phase de reprise en main après une phase de conduite autonome imposent une reconfiguration du poste de conduite vers une position nominale en moins de 2 secondes. Les solutions de l'état de l'art 25 ne sont donc pas adaptées à ces contraintes réglementaires. Le document de brevet publié FR 3 033 305 divulgue un mécanisme de déplacement linéaire d'un corps de colonne de direction par rapport à un support solidaire de la caisse du véhicule, permettant la rétractation du volant vers le tableau de bord. Le mouvement du volant vers une position rétractée est réalisé par une 30 action manuelle du conducteur, tandis que le retour vers une position normale peut optionnellement être assisté par la force de rappel d'un ressort mécanique comprimé 2 lors de la rétractation. Le retour manque cependant d'être rapide. Aussi, la rétractation du volant manque d'être motorisée. L'invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l'état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de proposer un dispositif de déplacement d'une colonne de direction d'un véhicule automobile, permettant la rétractation du volant et un retour en position de conduite respectant les normes de durée fixées par la réglementation de la conduite autonome d'un véhicule automobile. L'invention a pour objet un dispositif de déplacement d'une colonne de direction d'un véhicule automobile, comprenant un support destiné à être fixé au véhicule ; un coulisseau mobile en translation par rapport au support entre une position normale et une position rétractée de la colonne de direction ; des moyens de rappel élastique du coulisseau vers la position normale ; un verrou à commande électrique de maintien du coulisseau dans la position rétractée ; remarquable en ce que le dispositif comprend, en outre, des moyens électriques d'entrainement du coulisseau vers la position rétractée, lesdits moyens étant configurés pour pouvoir libérer le coulisseau de manière à ce qu'il se déplace vers la position normale sous l'effort des moyens de rappel élastique lorsque le verrou est libéré. Par position normale du coulisseau, on entend que le volant associé à la colonne de direction est dans une position fonctionnelle permettant le contrôle de la conduite du véhicule par le conducteur. Avantageusement, l'effort des moyens de rappel élastique permet de déplacer le coulisseau depuis la position rétractée vers la position normale lorsque le verrou est libéré. La durée de ce déplacement est avantageusement inférieure ou égale à 3 secondes, préférentiellement inférieure ou égale à 2.5 secondes, sur une distance entre la position rétractée et la position normale avantageusement inférieure ou égale à 110 millimètres. Selon un mode avantageux de l'invention, les moyens électriques d'entrainement comprennent un élément mobile dans une première direction poussant le coulisseau 3 vers la position rétractée et mobile dans une deuxième direction opposée à la première, se séparant dudit coulisseau. Selon un mode avantageux de l'invention, les première et deuxième directions de déplacement de l'élément mobile sont linéaires et alignées. 5 Selon un mode avantageux de l'invention, l'élément mobile des moyens électriques d'entrainement comprend un écrou engageant avec une vis sans fin, sans pouvoir tourner, de manière à ce que la rotation de la vis déplace l'écrou le long de ladite vis. Avantageusement, l'écrou engageant avec la vis sans fin constitue un système dit vis-noix. 10 Avantageusement, les moyens électriques d'entraînement comprennent un moteur électrique actionnant la rotation de la vis sans fin. Lorsque les axes de ladite vis sans fin et de l'arbre de sortie du moteur ne sont pas confondus ou alignés, un mécanisme de transmission intermédiaire peut être mis en oeuvre, tel qu'un renvoi d'angle. 15 Selon un mode avantageux de l'invention, le support comprend des moyens de guidage linéaire de l'écrou l'empêchant de tourner. Avantageusement, lesdits moyens de guidage linéaire de l'écrou peuvent consister en des rails de guidage montés sur le support, le long desquels l'écrou se déplace en translation, le guidage étant assuré par le contact de portions planes de l'écrou 20 contre les bords de ces rails. Selon un mode avantageux de l'invention, le coulisseau comprend une surface d'engagement avec une surface d'engagement correspondante de l'élément mobile des moyens électriques d'entrainement, lesdites surfaces présentant des formes aptes à assurer un engagement à contact positif. 25 Par contact positif, on entend que l'engagement a tendance à s'accroitre avec l'effort d'engagement. Selon un mode avantageux de l'invention, le dispositif comprend des moyens de guidage linéaire du coulisseau par rapport au support. 4 Selon un mode avantageux de l'invention, les moyens de rappel élastique du coulisseau vers la position normale comprennent un vérin pneumatique avec une première extrémité fixée au support et une deuxième extrémité fixée au coulisseau. L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant une colonne 5 de direction fixée à une traverse de planche de bord via un dispositif de déplacement de ladite colonne, remarquable en ce que le dispositif est conforme à l'invention. Selon un mode avantageux de l'invention, ledit véhicule comprend, en outre, des moyens de réglage de la position de la colonne de direction par rapport au coulisseau. 10 Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'un tel dispositif permet un retour du volant du véhicule vers une position normale en moins de 2 secondes. En effet, les moyens électriques d'entrainement sont configurés de façon à libérer le coulisseau une fois verrouillé en position rétractée, notamment en désengageant les surfaces d'engagement respectives du coulisseau et de l'élément mobile. Son retour 15 en position normale se fait donc seulement sous l'effet de la force de rappel des moyens élastiques après la désactivation du verrou. Ceci est réalisable notamment grâce aux moyens d'entraînement qui comprennent un élément mobile apte à se déplacer selon deux directions alignées mais opposées. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux 20 compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 présente l'ensemble du dispositif de déplacement ; - La figure 2 est une vue du dispositif de déplacement de la colonne rétractable, lorsque le coulisseau est en position normale ; - La figure 3 illustre l'étape de rétractation de la colonne de direction. ; 25 - La figure 4 illustre l'étape de repositionnement consécutive à la rétractation de la colonne de direction ; - La figure 5 illustre l'étape de retour de la colonne de direction en position normale. 5 La figure 1 présente l'ensemble du dispositif de déplacement de la colonne rétractable selon différentes vues. La figure 1(a) est une vue de l'ensemble du dispositif de déplacement d'une colonne de direction d'un véhicule automobile. 5 Le dispositif est constitué d'un support 1 solidaire de la traverse de planche de bord. La colonne de direction est liée à un coulisseau 2, qui constitue un support mobile en translation par rapport au support 1. Le déplacement longitudinal de ce coulisseau 2 est assuré à travers des moyens électriques d'entraînement 5. Ceux-ci comprennent un élément mobile constitué d'un 10 écrou 5.1 engageant avec une vis sans fin 5.2 sans pouvoir tourner, de manière à ce que la rotation de la vis 5.2 déplace l'écrou le long de ladite vis. Cet ensemble forme un système dit vis-noix. L'écrou 5.1 est guidé linéairement par des rails 5.3 pour l'empêcher de tourner. L'écrou 5.1 est mobile dans une première direction poussant le coulisseau vers la 15 position rétractée, par engagement selon une surface de contact. L'écrou est également mobile dans une deuxième direction opposée à la première, se séparant dudit coulisseau. Les moyens électriques d'entraînement 5 comprennent en outre un moteur électrique 5.4, dont l'arbre de sortie 5.5 présente des cannelures hélicoïdales 20 engageant avec un pignon 5.6 et fonctionnant selon un mécanisme de roue et vis sans fin. Le pignon 5.6 est solidaire de la vis sans fin 5.2 du système vis-noix, dit également vis-écrou. La mise en marche du moteur permet donc l'actionnement successif de chacun des mécanismes. La rotation du moteur électrique dans un premier sens 25 permet la translation de l'écrou 5.1 selon une première direction, entraînant le coulisseau 2 vers une position rétractée. Les figures 1(b) et 1(c) montrent les éléments constitutifs du dispositif selon deux plans de coupe. 6 La figure 1(b) est une section du dispositif qui laisse entrevoir un vérin pneumatique 3. Celui-ci est installé sur le dispositif de façon à relier le coulisseau 2 au support 1 solidaire de la traverse de planche de bord. Lorsque le coulisseau 2 entame un mouvement de translation en s'éloignant du tableau de bord, il se déplace dans un 5 sens opposé à l'action du ressort 3 et le comprime. La figure 1(c) montre des serrures de verrouillage 4. Ces serrures sont préférentiellement à commande électrique. Lorsque le volant est en position rétractée maximale, les serrures sont activées et la position est verrouillée. Lorsqu'une manoeuvre du conducteur nécessite un retour du volant en position 10 nominale, la serrure électrique 4 est désactivée afin que le mécanisme puisse assurer le mouvement de retour. Les figures 2 à 5 sont un ensemble de vues à différentes étapes de mise en oeuvre du dispositif de l'invention, permettant d'illustrer son mécanisme de fonctionnement. La figure 2(a) est une vue du dispositif de déplacement de la colonne rétractable, 15 lorsque le coulisseau est en position normale. Le déplacement du coulisseau se fait à travers un trou oblong débouchant 2.2, réalisé sur le support 1. Une portion du coulisseau comprenant sa surface d'engagement se déplace en translation le long de ce trou oblong. La figure 2(b) est une vue en coupe du dispositif lorsque le volant est en position 20 fonctionnelle. Les moyens de rappel élastique consistent en un vérin pneumatique 3, dont une extrémité est fixée au support 1. Ce support est fixe par rapport au véhicule. L'autre extrémité du vérin est fixée au coulisseau 2. Lorsque le volant est en position de conduite, le vérin pneumatique est détendu. L'écrou 5.1 est en appui contre une surface de contact 2.1 du coulisseau 2, et se 25 trouve à une extrémité A de la vis sans fin 5.2. La figure 3 correspond à l'étape de rétractation de la colonne de direction au moyen de son dispositif de déplacement. 7 La figure 3(a) est une vue du dispositif après la translation de l'écrou dans le sens de déplacement du coulisseau 2 lors de la rétractation. L'écrou 5.1 est situé à une extrémité du trou 2.2, au niveau de la position rétractée du coulisseau. La figure 3(b) explicite le mécanisme de rétractation. Le moteur 5.4 des moyens 5 électriques d'entraînement 5 entame une rotation selon un sens ayant pour effet le déplacement de l'écrou le long de la vis sans fin 5.2 d'une position initiale A vers une position B correspondant à la position rétractée du coulisseau. L'écrou étant en appui contre une surface de contact 2.1 du coulisseau, sa translation entraîne le déplacement de l'ensemble du coulisseau 2 vers sa position 10 rétractée B et, par voie de conséquence, la compression du vérin pneumatique 3. Cette position du coulisseau est maintenue par l'activation du verrou à commande électrique 4. La figure 4 illustre une étape de repositionnement consécutive à la rétractation de la colonne de direction. 15 La figure 4(a) est une vue du dispositif une fois que la colonne de direction est rétractée. L'écrou 5.1 est situé au niveau de la position A, et n'est plus en contact avec la surface 2.1 du coulisseau. La figure 4(b) détaille le mécanisme de cette étape. Une fois le verrou 4 activé, la colonne de direction est maintenue en position rétractée. Le moteur entame alors 20 une rotation en sens inverse du sens de l'étape précédente, ayant pour effet la translation de l'écrou 5.1 d'une position B vers une position A. L'écrou libère alors la surface de contact 2.1, le vérin pneumatique restant comprimé par le coulisseau en position rétractée. La figure 5 illustre l'étape de retour de la colonne de direction en position normale, et 25 donc du volant en position de conduite. La figure 5(a) est une vue du dispositif montrant le coulisseau en position normale, dont la surface de contact 2.1 se retrouve à nouveau en appui contre l'élément mobile 5.1. 8 La figure 5(b) détaille le mécanisme du retour en position de conduite. Cette étape est initiée par la désactivation du verrou électrique 4, qui libère le coulisseau. Celui-ci se retrouve donc sous le seul effet du vérin pneumatique comprimé. La libération du verrou a alors pour conséquence le déplacement du coulisseau sous l'effort du 5 vérin pneumatique 3. Le retour rapide en position de conduite est donc possible grâce à, d'une part, la séparation de l'écrou du coulisseau une fois que la position rétractée A est verrouillée et, d'autre part, l'utilisation REVENDICATIONS1. Dispositif de déplacement d'une colonne de direction d'un véhicule automobile, comprenant : - un support (1) destiné à être fixé au véhicule ; - un coulisseau (2) mobile en translation par rapport au support entre une position normale et une position rétractée de la colonne de direction ; - des moyens de rappel élastique (3) du coulisseau vers la position normale ; - un verrou à commande électrique (4) de maintien du coulisseau dans la position rétractée ; caractérisé en ce que le dispositif comprend, en outre : - des moyens électriques d'entrainement (5) du coulisseau vers la position rétractée, lesdits moyens étant configurés pour pouvoir libérer le coulisseau de manière à ce qu'il se déplace vers la position normale sous l'effort des moyens de rappel élastique lorsque le verrou est libéré. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens électriques d'entrainement comprennent un élément mobile (5.1) dans une première direction poussant le coulisseau vers la position rétractée et mobile dans une deuxième direction opposée à la première, se séparant dudit coulisseau. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les première et deuxième directions de déplacement de l'élément mobile sont linéaires et alignées. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'élément mobile des moyens électriques d'entrainement comprend un écrou engageant avec une vis sans fin (5.2), sans pouvoir tourner de manière à ce que la rotation de la vis déplace l'écrou le long de ladite vis. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le support (1) comprend des moyens de guidage linéaire (5.3) de l'écrou l'empêchant de tourner. 6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le coulisseau comprend une surface d'engagement (2.1) avec une surface 10 d'engagement correspondante de l'élément mobile des moyens électriques d'entrainement, lesdites surfaces présentant des formes aptes à assurer un engagement à contact positif. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le 5 dispositif comprend des moyens de guidage linéaire du coulisseau par rapport au support. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de rappel élastique du coulisseau vers la position normale comprennent un vérin pneumatique avec une première extrémité fixée au 10 support (1) et une deuxième extrémité fixée au coulisseau (2). 9. Véhicule automobile comprenant une colonne de direction fixée à une traverse de planche de bord via un dispositif de déplacement de ladite colonne, caractérisé en ce que le dispositif est conforme à l'une des revendications 1 à 8. 15 10. Véhicule automobile selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit véhicule comprend, en outre, des moyens de réglage de la position de la colonne de direction par rapport au coulisseau.