Brevet FR3080339A1 — publié le 20191025

Description Titre de l'invention : COMMUTATEUR D'ALLUMAGE DE VÉHICULE AUTOMOBILE ET DISPOSITIF D'ALLUMAGE MUNI D'UN TEL COMMUTATEUR D'ALLUMAGE [0001] La présente invention se rapporte à un commutateur d'allumage de véhicule au- tomobile. [0002] Les véhicules automobiles à transmission automatique sont habituellement équipés de dispositifs d'allumage qui comportent une serrure de contact actionnée par une clé et qui, pour des raisons de sécurité, prévoient une fonction de retenue de la clé à l'intérieur de la serrure de contact. [0003] Cette fonction empêche le conducteur de retirer la clé de la serrure de contact si le sélecteur de vitesse n'est pas placé dans une position de stationnement. [0004] Généralement, la rotation de la clé à l'intérieur de la serrure de contact provoque, par l'intermédiaire d'une transmission, la rotation d'un rotor dans un commutateur d'allumage. Comme cela est connu, la clé peut prendre différentes positions, dont une position de marche correspondant à la marche du moteur et une position d'arrêt correspondant à l'arrêt du moteur, la clé pouvant être retirée de la serrure de contact dans la position d'arrêt. [0005] Normalement, la fonction de retenue précitée est réalisée par une goupille de blocage qui est mobile entre une configuration rétractée et une configuration avancée dans laquelle elle arrête la rotation de la clé dans une position angulaire intermédiaire entre la configuration de marche et la configuration d'arrêt. [0006] Lorsque le sélecteur de vitesse est dans la position de stationnement, la goupille de blocage effectue un mouvement de translation dans la configuration rétractée. Ce mouvement de translation est généralement obtenu au moyen d'un électroaimant conformément à deux logiques de commande possibles qui sont des alternatives l'une par rapport à l'autre. [0007] Selon la logique dite directe, la goupille de blocage est rétractée, par l'alimentation de l'électroaimant, à l'encontre de l'effet élastique d'un ressort, alors que selon la logique dite inverse, la goupille est automatiquement rétractée par un ressort lorsque l'alimentation de l'électroaimant est interrompue. [0008] En utilisant la logique inverse, le moteur du véhicule automobile s'arrête lorsque la clé est tournée vers la position d'arrêt et le sélecteur de vitesse est placé dans une position différente de la position de stationnement, mais l'électroaimant reste excité pour bloquer la clé, tandis que le tableau de bord peut rester éclairé. [0009] Ainsi, l'éclairage du tableau de bord peut signaler que le sélecteur de vitesse n'a pas 2 été mis dans la position de stationnement. [0010] Conformément à ce qui précède, le document DE 10056249 décrit un commutateur d'allumage qui, lorsque la clé se trouve dans la position intermédiaire, ferme un circuit d'alimentation du tableau de bord afin d'avertir le conducteur que le sélecteur n'a pas été mis dans la position de stationnement. [0011] Le document DE 10056249 ne décrit pas en détail la structure du commutateur et ne prévoit pas la détection de la position intermédiaire du commutateur et de la clé. [0012] Afin de détecter la position intermédiaire de la clé et de fournir un signal cor- respondant à une unité de commande du véhicule automobile, le document US 3590612 prévoit, de manière générique, un contact électrique dédié dans le commutateur. [0013] L'enseignement du brevet ci-dessus exige cependant de prévoir également un câblage dédié pour la transmission du signal à l'unité de commande. [0014] Il est plutôt jugé nécessaire d'améliorer les commutateurs de type connu afin de pouvoir détecter la position intermédiaire de la clé de façon spécialisée, mais sans modifier le nombre et/ou la structure des contacts électriques du commutateur et/ou du câblage de connexion entre le commutateur et l'unité de commande. [0015] A cet effet, il est jugé nécessaire d'utiliser un commutateur selon le préambule de la revendication 1, comprenant un rotor qui est rotatif en réponse à la rotation de la clé et qui, dans la position de marche et dans la position d'arrêt, met un connecteur de référence en connexion électrique avec deux raccords électriques correspondants distincts l'un de l'autre. [0016] Le but de la présente invention est de fournir un commutateur d'allumage de véhicule automobile qui permet de répondre de manière simple et peu coûteuse aux besoins énoncés ci-dessus. [0017] Selon la présente invention, il est prévu un commutateur d'allumage de véhicule au- tomobile tel que défini dans la revendication 1. [0018] La présente invention se rapporte en outre à un dispositif d'allumage d'un véhicule automobile. [0019] Selon la présente invention, il est prévu un dispositif d'allumage d'un véhicule au- tomobile tel que défini dans la revendication 9. [0020] L'invention sera maintenant décrite en faisant référence aux dessins annexés qui re- présentent un exemple de réalisation non limitatif de l'invention et dans lequel : [0021] la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif d'allumage d'un véhicule au- tomobile équipé d'un commutateur d'allumage selon la présente invention dans un mode de réalisation préféré; [0022] la figure 2 est une vue de face du commutateur de la figure 1, des parties étant enlevées pour plus de clarté ; 3 [0023] la figure 3 est semblable à la figure 2; [0024] la figure 4 est aussi semblable à la figure 2, les figures 3 et 4 étant ainsi semblables à la figure 2 et représentant le commutateur dans des configurations de fonctionnement respectives différentes de celle de la figure 2 ; et [0025] la figure 5 représente un schéma de fonctionnement du commutateur. [0026] À la figure 1, le numéro de référence 1 désigne un dispositif d'allumage pour un véhicule automobile, dont seules certaines parties sont schématiquement représentées. Le véhicule automobile est en particulier équipé d'une transmission automatique présentant un sélecteur 8 qui peut être actionné par le conducteur du véhicule automobile. [0027] Le dispositif 1 comprend un commutateur d'allumage 2 et une serrure de contact 3 qui agit sur le commutateur 2 et qui peut être actionnée en insérant une clé 4 et en la tournant ensuite. [0028] Le dispositif 1 comprend en outre une unité électronique de traitement et de commande 5 (représentée schématiquement) qui est reliée électriquement au commutateur 2 ainsi qu'à un émetteur optique et/ou de lumière 6 (représenté schématiquement), et qui reçoit des signaux indiquant la position du sélecteur de vitesse 8. [0029] Pendant l'utilisation du dispositif 1, l'unité de commande 5 détermine la position de la clé 4 en fonction de l'état de fermeture et d'ouverture des circuits électriques prévus dans le commutateur 2. De plus, l'unité de commande 5 est réalisée de manière à commander le mouvement en translation d'une goupille de blocage 7 faisant partie de la serrure de contact 3 sur la base de la position du sélecteur de vitesse 8. La goupille de blocage 7 est mobile entre une configuration rétractée et une configuration avancée dans laquelle la goupille de blocage 7 agit sur un élément rotatif de la serrure 3 afin d'empêcher, comme cela sera décrit plus en détail ci-après, le retrait de la clé 4 de la serrure 3 si le conducteur n'a pas amené le sélecteur de vitesse 8 dans une position de stationnement lorsqu'il descend du véhicule automobile. [0030] L'unité de commande 5 est en outre réalisée de manière connue et non décrite en détail de façon à gérer l'ensemble du fonctionnement du véhicule automobile, par exemple pour allumer/éteindre un système électrique du véhicule automobile, démarrer le moteur à combustion interne du véhicule automobile, etc. [0031] La serrure de contact 3 comprend une structure extérieure 10 qui est fixe et qui s'étend le long d'un axe 12, et comprend un tronçon d'extrémité annulaire 11. La serrure de contact 3 comprend en outre un cylindre de clé 13 qui s'engage dans un logement de la structure 3 de manière à être rotatif autour de l'axe 12 et qui est muni d'une ouverture 14 présente dans le tronçon 11 pour recevoir la clé 4. [0032] Le tronçon 11 présente de préférence une face 15 transversale à l'axe 12 et pourvue d'une pluralité de marques ou d'usinages 16 qui représentent les positions angulaires 4 dans lesquelles la clé 4 peut être tournée manuellement lorsqu'elle est insérée dans le cylindre de clé 13. [0033] La clé 4 peut en particulier être tournée de façon sélective entre les positions an- gulaires indiquées dans l'ordre ci-dessous, selon un sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport à l'exemple représenté : - une position de démarrage (DÉMARRAGE) pour le fonctionnement d'un moteur de démarrage du moteur à combustion interne ; - une position de marche (MARCHE) pour maintenir le système électrique du véhicule automobile en marche et donc maintenir le moteur en marche après le démarrage ; - une position intermédiaire (TBD) correspondant à une position dans laquelle la goupille de blocage 7, dans la configuration avancée, arrête le cylindre de clé 13 lorsqu'il est tenté de faire tourner ce dernier dans la position de marche dans le sens antihoraire ; et - une position d'arrêt (ARRÊT) dans laquelle le système électrique du véhicule automobile n'est pas alimenté et la clé 4 peut être insérée dans le cylindre de clé 13 et retirée de celui-ci. [0034] La serrure de contact 3 comprend en outre un arbre de sortie 17 qui présente un axe 18, qui tourne autour de l'axe 18 en réponse à la rotation du cylindre de clé 13, et qui est couplé au commutateur 2. L'axe 18 est de préférence parallèle à l'axe 12. [0035] En se référant de nouveau à la figure 1, le commutateur 2 comprend un boîtier 20 qui présente une paroi frontale 21 qui s'étend de manière orthogonale à l'axe 18 et présente un trou 22 aligné sur l'axe 18 et traversé par l'arbre 17. Le boîtier 20 comprend en outre deux parois latérales 23 espacées l'une de l'autre le long d'un axe 24 qui est orthogonal à l'axe 18. [0036] Comme il est visible sur les figures 2, 3 et 4, le boîtier 20 comprend une paroi de support 25 agencée de manière orthogonale à l'axe 18, et une paroi de base 26 qui est agencée dans une position fixe à une extrémité de la paroi 25 et qui est transversale à la paroi 25. [0037] Le commutateur 2 comprend cinq raccords ou connecteurs électriques 33, 34, 35, 36, 37 qui font saillie en porte-à-faux de la paroi 26 vers l'extérieur du boîtier 20. [0038] Le raccord 36 est utilisé en tant que raccord de référence, également appelé "commun". [0039] Les raccords 33, 34, 35, 36, 37 sont de préférence définies par des connecteurs plats parallèles à la paroi 25. [0040] Les raccords 35 et 37 sont reliés à l'unité de commande 5 par des lignes de connexion électrique A', A" respectives, tandis que les raccords 33 et 34 sont reliés à l'unité de commande 5 par des lignes de connexion électrique B, C respectives. [0041] Le raccord de référence 36 est relié à l'unité de commande 5 par une ligne de connexion électrique COM. [0042] Le commutateur 2 comprend en outre cinq plaques conductrices 40, 41, 42, 43, 43, 44 distinctes les unes des autres, qui sont portées par la paroi 25, se trouvent dans un même plan, et comprennent des tronçons rectilignes respectifs 45. Ces derniers sont transversaux à l'axe 24 et sont agencés côte à côte le long de l'axe 24. [0043] Les tronçons 45 des plaques 40, 41, 42, 43, 43, 44 sont reliés électriquement aux raccords 33, 34, 35, 36, 37, respectivement. [0044] Les plaques 40, 44 sont agencées sur les côtés opposés du commutateur 2, c'est-à-dire de manière adjacente aux parois 23, et comprennent en outre des tronçons cintrés respectifs 50, 51, qui sont coaxiaux les uns par rapport aux autres et radialement équidistants de l'axe 18. Les tronçons 50, 51 font saillie par rapport aux tronçons respectifs 45 et sont tournés les uns vers les autres de manière à ce que leurs extrémités respectives soient adjacentes mais séparées électriquement l'une de l'autre dans le sens circonférentiel. [0045] De même, les plaques 41, 42, 43 comprennent des tronçons cintrés respectifs 52, 53, 54, qui sont coaxiaux les uns par rapport aux autres, qui sont radialement équidistants de l'axe 18 et sont agencés dans une position radiale interieure par rapport aux tronçons 50, 51. [0046] La plaque 42 est agencée dans une position intermédiaire entre les plaques 41 et 43 le long de l'axe 24. De plus, les tronçons 52 et 53 ont des extrémités respectives qui sont adjacentes l'une à l'autre, mais séparées électriquement l'une de l'autre dans le sens circonférentiel. [0047] Le tronçon 52 est en particulier agencé dans une position diamétralement opposée au tronçon 54 et au tronçon 51 par rapport à l'axe 18. [0048] Le tronçon 53 est de préférence agencé dans une position diamétralement opposée à une partie terminale du tronçon 51 et à une partie terminale du tronçon 54 par rapport à l'axe 18. [0049] Le commutateur 2 comprend en outre un rotor 57 qui couplé à l'arbre 17 dans une position angulairement fixe d'une manière qui n'est pas illustrée, pour être rotatif autour de l'axe 18 en réponse à la rotation de la clé 4 dans le cylindre de clé 13. Le rotor 57 comprend une plaque conductrice 58, de préférence triangulaire, qui est agencée dans une position tournée vers les plaques 40, 41, 42, 43, 44. [0050] La plaque triangulaire 58 comprend trois saillies tournées vers les plaques 40, 41, 42, 43, 44 et définissant des contacts coulissants respectifs 59, 60, 61. [0051] Le contact 59 repose de préférence toujours sur le tronçon 54 quelle que soit la position angulaire de la clé 4 et donc du rotor 57. Avantageusement, le contact 60 est agencé dans la même position radiale que le contact 59, mais il est angulairement 6 espacé de ce dernier de manière à prendre appui sur le tronçon 52 ou sur le tronçon 53 conformément à la position angulaire de la clé 4 et donc du rotor 57. [0052] Le contact 61 est agencé, par rapport à l'axe 18, dans une position radialement plus extérieure que les contacts 59, 60 de manière à être en contact avec le tronçon 50 ou avec le tronçon 51 conformément à la position angulaire de la clé 4. [0053] De manière plus détaillée, comme on peut le voir sur la figure 2, le rotor 57 est dans une position telle que les contacts 60, 61 sont en contact avec les tronçons 53, 50, res- pectivement lorsque la clé 4 est agencée dans la position intermédiaire précitée. [0054] En tournant la clé 4 dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à ce que la position de marche susmentionnée soit atteinte, le rotor 57 tourne également dans le sens des aiguilles d'une montre et, comme on peut le voir sur la figure 3, le contact 60 est détaché du tronçon 53 et est en contact avec le tronçon 52, tandis que le contact 61 reste en contact avec le tronçon 50. [0055] Finalement, comme on peut le voir sur la figure 4, en continuant à tourner la clé 4 dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à ce que la position de démarrage susmentionnée soit atteinte, la rotation du rotor 57 dans le sens des aiguilles d'une montre provoque le détachement du contact 61 du tronçon 50 et le repos du contact 61 lui-même sur le tronçon 51, tandis que le contact 60 reste en appui sur le tronçon 52. [0056] Comme on peut le voir sur la figure 2, le commutateur 2 comprend de préférence un poussoir 65 qui est fixé par rapport à la plaque triangulaire 58, qui est agencé dans une position adjacente au contact 60 et, de préférence, est dans une position radialement plus extérieure que le contact 60 lui-même. Le commutateur 2 comprend en outre une came 66 qui est portée par le paroi 25 dans une position fixe et adjacente aux tronçons 52, 53 des plaques 41, 42, et qui fait saillie de la paroi 25. La came 66 est en particulier radialement plus extérieure que les tronçons 52, 53 des plaques 41, 42. Lorsque le rotor 57 est tourné en tournant la clé 4 entre la position intermédiaire et la position de marche, le poussoir 65 entre en contact avec la came 66. La came 66 comporte une rampe ascendante qui déplace le poussoir 65 dans une direction parallèle à l'axe 18 en l'éloignant de la paroi 25, ce qui provoque un léger fléchissement de la plaque triangulaire 58 et le détachement du contact 60 d'une des plaques 41, 42. [0057] La came 66 comporte alors une rampe descendante qui, au fur et à mesure de la rotation, accompagne l'approche du poussoir 65 de la paroi 25 jusqu'à ce que le contact 60 repose sur l'autre des plaques 41, 42. [0058] Pour permettre le passage du contact 61 entre les tronçons 50, 51 des plaques 40, 44, le commutateur 2 comprend, de manière similaire à ce qui a été décrit ci-dessus : un poussoir 67 qui est fixé par rapport à la plaque triangulaire 58 et est agencé dans une position adjacente au contact 61 et, de préférence, radialement plus extérieure que le contact 61 ; et une came 68 qui est portée par la paroi 25 dans une position fixe autour 7 des tronçons 50, 51 des plaques 40, 44 et fait saillie de la paroi 25. [0059] Lorsque le rotor 57 tourne en raison d'un déplacement de la clé 4 entre la position de marche et la position de démarrage, le poussoir 67 entre en contact avec la came 68. [0060] Le fonctionnement de la paire cinématique formée par la came 68 et le poussoir 67 est dans l'ensemble similaire au fonctionnement de la paire cinématique formée par la came 66 et le poussoir 65 et n'est donc pas décrit en détail. [0061] En se référant maintenant à la figure 5 représentant schématiquement le fonc- tionnement du commutateur 2, le rotor 57 met le raccord 36 en connexion électrique avec les raccords 34 et 37 lorsque la clé 4 est agencée dans la position de démarrage, c'est-à-dire que le rotor 57 est dans la position visible sur la figure 4. [0062] La fermeture du circuit électrique entre les raccords 34 et 36 et la fermeture du circuit électrique entre les raccords 37 et 36 sont détectées par l'unité de commande 5. En d'autres termes, sur les lignes A" et C, l'unité de commande 5 détecte des signaux électriques de fermeture de circuit respectifs, tandis que sur les lignes A" et B, l'unité de commande 5 ne détecte aucun signal puisque les circuits correspondants sont ouverts. [0063] De même, lorsque la clé 4 est agencée dans la position de marche, c'est-à-dire que le rotor est dans la position visible sur la figure 3, le rotor 57 met le raccord 36 en connexion électrique avec les raccords 33 et 34. [0064] La fermeture du circuit électrique entre les raccords 33 et 36 et la fermeture du circuit électrique entre les raccords 34 et 36 sont détectées par l'unité de commande 5. En d'autres termes, sur les lignes B et C, l'unité de commande 5 détecte des signaux électriques de fermeture respectifs, tandis que sur les lignes A' et A", l'unité de commande 5 ne détecte aucun signal puisque les circuits correspondants sont ouverts. [0065] Enfin, lorsque la clé 4 est agencée dans la position intermédiaire, c'est-à-dire que le rotor est dans la position visible sur la figure 2, le rotor 57 met le raccord 36 en connexion électrique avec les raccords 33 et 35. [0066] La fermeture du circuit entre les raccords 33 et 36 et la fermeture du circuit entre les raccords 35 et 36 sont détectées par l'unité de commande 5. En d'autres termes, sur les lignes B et A', l'unité de commande 5 détecte des signaux électriques de fermeture respectifs, tandis que sur les lignes C et A", l'unité de commande 5 ne détecte aucun signal puisque les circuits correspondants sont ouverts. [0067] L'unité de commande 5 est configurée pour traiter les signaux détectés sur les lignes A', A" dans un multiplexeur logique 68 qui est configuré de manière à fournir en sortie sur une ligne A un signal de fermeture de circuit lorsque l'unité de commande 5 détecte la fermeture de l'un ou de l'autre des circuits associés aux lignes A' et A". [0068] L'unité de commande 5 est en outre configurée pour traiter les signaux de fermeture de circuit présents sur les lignes B, C et A dans un bloc 69. 8 [0069] Le bloc 69 est configuré de manière à: - fournir une commande de démarrer le moteur du véhicule automobile si les signaux de fermeture des lignes A et C sont présents simultanément ; - maintenir le système électrique en marche lorsque les signaux de fermeture des lignes B et C sont présents simultanément ; et - fournir une commande d'arrêter le moteur et d'émettre un signal d'alarme lorsque les signaux de fermeture des lignes A et B sont présents simultanément. [0070] Le signal d'alarme précité déclenche l'émission par l'émetteur 6 d'un avertissement optique et/ou acoustique au conducteur et avertit que la clé 4 est agencée dans la position intermédiaire, c'est-à-dire qu'elle n'a pas été complètement tournée dans la position d'arrêt. [0071] L'état de fonctionnement ci-dessus indique implicitement que le sélecteur de vitesse 8 est placé dans des positions autres que la position de stationnement. [0072] En effet, l'unité de commande 5 est configurée de manière à maintenir la goupille de blocage 7 dans une configuration avancée lorsque le sélecteur de vitesse 8 est placé dans des positions autres que la position de stationnement. [0073] Comme mentionné ci-dessus, la goupille de blocage 7, dans la configuration avancée, empêche la rotation de la clé 4 dans la position d'arrêt, gênant de manière connue et non représentée la rotation du cylindre de clé 13. [0074] De plus, l'unité de commande 5 est configurée de manière à provoquer le retrait de la goupille de blocage 7 lorsque le sélecteur 8 est mis dans la position de stationnement pour permettre de tourner la clé 4 de la position intermédiaire à la position d'arrêt. [0075] Lorsque la clé 4 est dans la position d'arrêt, le rotor 57 est dans une position telle que les contacts 60, 61 se détachent des plaques 40, 41, 42, 44, alors que le contact 59 est toujours en contact avec la plaque 43 de sorte que tous les circuits du commutateur 2 sont ouverts. Ainsi, l'unité de commande 5 ne détecte aucun signal de fermeture. [0076] Les avantages du commutateur 2 ressortent clairement de la description qui précède. [0077] Grâce aux circuits électriques prévus dans le commutateur 2, la position inter- médiaire de la clé 4 est détectée de manière dédiée, unique et simple. En effet, le bloc 69 ne reconnaît que la clé 4 est dans la position intermédiaire qu'en présence du signal de fermeture sur la ligne A et en présence du signal de fermeture sur la ligne B. [0078] De plus, le nombre et la configuration des raccords 33, 34, 35, 36, 37 restent inchangés par rapport à ceux des autres commutateurs de l'état de la technique. Déjà connues sont en effet des solutions avec une pluralité de raccords qui peuvent être connectés électriquement les uns aux autres par l'intermédiaire d'un rotor à trois contacts coulissants. [0079] Finalement, il est évident pour l'homme du métier que des modifications et des va- riations peuvent être apportées au commutateur 2 ou au dispositif 1 décrit ci-dessus en 9 référence aux dessins ci-joints, sans pour autant s'écarter de l'étendue de protection de la présente invention, telle que définie dans les revendications ci-jointes. [0080] Les deux raccords 35, 37 pourraient par exemple être remplacés par un raccord unique, connecté électriquement aux deux plaques 42, 44, et pourraient définir un seul signal de fermeture détectable par l'unité de commande 5, au lieu que celle-ci détecte deux signaux distincts sur les lignes A' et A", et/ou les deux plaques 42, 44 pourraient être remplacées par une seule plaque, et/ou le commutateur 2 pourrait être couplé à une unité de traitement et de commande et configuré de manière à identifier la position intermédiaire de la clé de manière différente de ce qui a été décrit ci-dessus, par exemple dans une unité de commande qui traite les signaux de fermeture de circuit présents sur les lignes A' et A" séparément. [0081] Les plaques 40, 41, 42, 43, 44 pourraient être façonnées et/ou agencées de manière différente de ce qui a été décrit et illustré dans les dessins ci-joints. [0082] La plaque triangulaire 58 pourrait être couplée au cylindre de clé 13 par une transmission autre que l'arbre 17. [0083] La logique de gestion de l'unité de commande 5 pourrait être différente de la logique indiquée à titre d'exemple, mais de nouveau basée sur le traitement des signaux de fermeture de circuit afin de détecter la position de la clé 4 à l'intérieur de la serrure de contact 3. Les informations transportées par les signaux pourraient par exemple subir d'innombrables opérations logiques à l'intérieur du bloc 69 à condition que celles-ci conduisent à une identification unique de la position de la clé 4. [Revendication 11 [Revendication 21 [Revendication 31