FR3115520A1 - Système d’absorption d’énergie de collision pour colonne de direction à réglage en profondeur motorisé - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un système d’absorption d’énergie de collision pour colonne de direction (2) à réglage de préférence motorisé au moins en profondeur par coulissement d’un tube intérieur (8) dans un tube extérieur (11) selon un axe de réglage(X). Le système d’absorption d’énergie de collision comprend un dispositif de blocage (15) du tube intérieur (8) dans le tube extérieur (11) comprenant un actionneur (16) entraînant un mécanisme de serrage (14) apte à exercer au moins une force de pression (F) sur le tube intérieur (8) ce qui induit une force axiale de friction résistant au coulissement dudit tube intérieur (8) dans le tube extérieur (11). Le système d’absorption d’énergie de collision comprend en outre une unité de contrôle (UC) apte à piloter ledit actionneur (16) pour moduler l’au moins une force de pression (P) dans un mode de roulage d’un véhicule (1) en fonction de paramètres représentatifs d’une morphologie et d’une position d’un conducteur. Pour piloter ledit actionneur (16), l’unité de contrôle (UC) utilise aussi des paramètres représentatifs des conditions dynamiques du véhicule (1) en mode de roulage avant une collision. (Fig. 2)
Description
Domaine technique de l’invention
L’invention concerne, de façon générale, le domaine technique des colonnes de direction et des systèmes d’absorption d’énergie de collision équipant les colonnes de direction.
L’invention se rapporte plus spécifiquement à un système d’absorption d’énergie de collision pour une colonne de direction à réglage en profondeur dans laquelle un tube intérieur coulisse dans un tube extérieur de préférence de façon motorisée.
L’invention s’applique à la réalisation de colonne de direction présentant un réglage motorisé de la position en profondeur du volant de direction d’un véhicule, tel qu’un véhicule automobile, et aux véhicules équipés d’une telle colonne de direction.
Dans la suite de la description, on entend par direction longitudinale et transversale des axes parallèle ou perpendiculaire à l’axe principal de la colonne de direction, aussi appelée axe de direction dans la suite. Il en va de même pour l’avant et l’arrière ou le haut et le bas qui sont respectivement orientés selon la direction normale de déplacement d’un véhicule.
état de la technique antérieure
Des colonnes de direction pour véhicule automobile intégrant un dispositif d’absorption d’énergie de collision sont connues et font l’objet de normes de sécurité, en particulier dans le domaine de la construction automobile. En cas d’accident du véhicule, plus particulièrement en cas de collision frontale, le dispositif d’absorption d’énergie de collision amortit l’impact du conducteur sur le volant par déplacement axial du volant et d’une partie mobile de la colonne de direction vers le tableau de bord sous l’effet de l’impact du thorax du conducteur sur le volant. Durant une collision frontale, différents systèmes de sécurité du véhicule tels que l’airbag et la ceinture de sécurité absorbent une partie de l’énergie générée par la projection vers l’avant des occupants du véhicule, plus particulièrement du conducteur. Le reste de l’énergie de collision est transmise à la colonne de direction du fait du choc du thorax du conducteur sur le volant. Cette énergie de collision résiduelle est absorbée par la colonne de direction du fait de la déformation plastique de composants mécaniques tels que des straps filaires ou des straps plats intégrés dans la colonne de direction. La déformation plastique de ces straps conduit la colonne de direction à se comprimer sur une course allant typiquement de 80 à 100 millimètres. Dans certains pays, les véhicules équipés d’airbags peuvent être conduits sans obligation de boucler la ceinture de sécurité. Ainsi afin de minimiser le risque de blessure du conducteur, le dispositif d’absorption d’énergie de collision doit pouvoir absorber une partie importante de l’énergie cinétique du corps du conducteur qui est projetée en avant sous l’effet de la décélération brutale au moment de la collision. Le haut du corps du conducteur heurte le volant ou l’airbag intégré dans le volant après son déploiement.
Dans le document US 6290258 B1, une colonne de direction réglable en profondeur pour véhicule automobile est décrite dans laquelle un système de blocage motorisé de la colonne de direction permet de verrouiller sa position une fois le réglage effectué manuellement par le conducteur. Ce système de blocage sert également à dissiper l’énergie de collision par l’effort de friction induit sur la colonne de direction par un boulon de serrage appartenant au dispositif de blocage. Une première lumière au travers de laquelle passe le boulon de serrage définit une course de réglage de la colonne de direction. La course de réglage en profondeur est typiquement comprise entre 40 et 60 millimètres. Cette première lumière est prolongée par une deuxième lumière définissant une course d’absorption d’énergie de collision. En cas de collision, le boulon de serrage passe de la première lumière à la deuxième lumière en franchissant par déformation plastique une frontière séparant les deux lumières. Après l’entrée dans le véhicule du conducteur, des capteurs mesurent le poids, la posture et la position du conducteur. En réponse aux signaux fournis par ces capteurs, un moteur électrique entraînant le boulon de serrage est piloté afin d’augmenter ou de diminuer l’effort de serrage du boulon de serrage sur la colonne de direction. Ce dispositif permet d’ajuster le niveau d’énergie de collision absorbable par la colonne de direction en fonction du conducteur et de sa position. Lors d’une collision, un pic d’effort est observé lors du franchissement par le boulon de serrage de la frontière entre les deux lumières.
De nos jours, les véhicules peuvent être utilisés en mode de conduite autonome dans lequel le conducteur n’agit plus sur le volant pour le diriger. Le volant devenant inutile en mode de conduite autonome, il peut être totalement escamoté afin de libérer plus de place pour le conducteur. Alors que la course de réglage d’une colonne de direction est typiquement comprise entre 40 et 60 millimètres, la course d’escamotage d’une la colonne de direction est comprise entre 100 et 300 millimètres ce qui est substantiellement supérieur à la longueur usuelle des courses d’absorption d’énergie de collision telle que défini par les normes de sécurité en vigueur.
Il existe un besoin constant de réduire les risques de blessure du conducteur, et donc d’augmenter la sécurité des passagers d’un véhicule automobile. Un niveau trop élevé de l’effort mécanique dans la colonne de direction absorbant l’énergie de collision et un pic de cet effort lorsque la colonne de direction arrive en bout de course et lorsqu’une déformation plastique intervient dans la colonne de direction lors de sa compression augmentent les risques de blessure. En conséquence, il est nécessaire de trouver une solution permettant de réduire l’effort mécanique absorbant l’énergie de collision, et d’éviter un pic d’effort.
L’invention vise à remédier à tout ou partie des problèmes de l’état de la technique indiqués ci-dessus, en proposant notamment un système d’absorption d’énergie de collision capable d’estimer précisément l’énergie de collision à absorber et de répartir l’effort résistant à la compression de la colonne de direction en utilisant une partie substantielle de la course de compression de la colonne de direction, en particulier de la course d’escamotage.
À cette fin, il est proposé, selon un premier aspect de l’invention, un système d’absorption d’énergie de collision pour colonne de direction à réglage au moins en profondeur par coulissement d’un tube intérieur dans un tube extérieur selon un axe de réglage. Ledit dispositif d’absorption d’énergie de collision comprend un dispositif de blocage dudit tube intérieur dans ledit tube extérieur comprenant lui-même un actionneur, un mécanisme de serrage entrainé par ledit actionneur et apte à exercer au moins une force de pression sur le tube intérieur induisant une force de friction axiale résistant au coulissement dudit tube intérieur dans le tube extérieur, et une unité de contrôle apte à piloter ledit actionneur pour moduler la force de pression exercée sur le tube intérieur dans un mode de roulage en fonction de paramètres représentatifs d’une morphologie et d’une position d’un conducteur. Pour piloter ledit actionneur, ladite unité de contrôle utilise des paramètres représentatifs des conditions dynamiques d’un véhicule en mode de roulage avant une collision.
Avantageusement, lesdits paramètres représentatifs des conditions dynamiques du véhicule comprennent une vitesse du véhicule et/ou une estimation d’un angle d’impact de la collision, et/ou la force de pression exercée sur le tube intérieur est générée par un couple de serrage délivré au mécanisme de serrage par l’actionneur, et modulé par l’unité de contrôle en continu ou par palier jusqu’avant la collision.
Avantageusement, l’énergie de collision est absorbée par ladite force de friction axiale entre ledit tube extérieur et ledit tube intérieur sur au moins une partie substantielle de toute la longueur d’une course de coulissement continue dudit tube intérieur dans ledit tube extérieur.
Avantageusement, ledit mécanisme de serrage du tube intérieur comprend au moins un élément de pression agissant sur le tube intérieur, et un mécanisme d’entraînement de type irréversible reliant ledit actionneur à l’au moins un élément de pression apte à serrer ou à desserrer l’au moins un élément de pression sur le tube intérieur.
Préférentiellement, ledit mécanisme d’entraînement comprend une deuxième crémaillère présentant au moins une rampe apte à faire coulisser l’au moins un élément de pression par rapport audit tube extérieur selon un axe de serrage transversal audit axe de réglage.
Alternativement, l’au moins un élément de pression est une première vis de serrage, et ledit mécanisme d’entraînement comprend une biellette apte à visser ou à dévisser ladite au moins une vis de serrage selon un axe de serrage transversal audit axe de réglage.
Alternativement, ledit mécanisme d’entraînement comprend une vis de serrage entraînée en rotation par ledit actionneur et apte à coopérer avec au moins un patin de serrage pour le faire coulisser selon un axe de serrage orthogonal et non sécant à l’axe de réglage afin d’augmenter, ou diminuer, la force de pression sur ledit tube intérieur.
Alternativement, ledit mécanisme d’entraînement comprend une vis de serrage entraînée en rotation par ledit actionneur autour d’un axe de serrage orthogonal et non sécant à l’axe de réglage pour rapprocher ou éloigner des bords opposés d’une fente réalisée dans une enveloppe dudit tube extérieur parallèlement à l’axe de réglage.
Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé une colonne de direction à réglage motorisé au moins en profondeur comprenant un tube extérieur, un tube intérieur logé de manière coulissante dans le tube extérieur, et un dispositif de réglage en profondeur de la colonne de direction comprenant un élément moteur entraînant un mécanisme d’entraînement irréversible du tube intérieur dans le tube extérieur selon un axe de réglage correspondant à l’axe longitudinal du tube extérieur. Ladite colonne de direction comprend en outre un système d’absorption d’énergie de collision tel que brièvement décrit ci-dessus.
Avantageusement, ladite unité de contrôle est apte à piloter ledit actionneur dudit système d’absorption d’énergie de collision afin de réduire ou d’annuler ladite force de pression exercée sur le tube intérieur dans un mode de réglage de la profondeur de la colonne de direction ou un mode d’escamotage du volant.
Préférentiellement, ledit mécanisme d’entraînement irréversible dudit tube intérieur comprend un élément fusible mécanique apte à libérer le coulissement dudit tube intérieur dans ledit tube extérieur durant une collision, et/ou la colonne de direction comprend en outre un système de d’absorption d’énergie de collision par déformation plastique de type strap.
Il est proposé selon un troisième aspect de l’invention un véhicule équipé d’une colonne de direction telle que brièvement décrite ci-dessus.
Il est proposé selon un quatrième aspect de l’invention un procédé d’absorption d’énergie de collision d’un véhicule par une force de friction axiale résistant au coulissement d’un tube intérieur dans un tube extérieur d’une colonne de direction à réglage motorisé au moins en profondeur, ladite force de friction axiale étant induite par une force de pression exercée contre ledit tube intérieur par un dispositif de blocage dudit tube intérieur dans ledit tube extérieur comprenant un actionneur piloté par une unité de contrôle. Dans ce procédé des paramètres de base représentatifs d’une morphologie, d’une position d’un conducteur et d’une position de la colonne de direction sont acquis par l’unité de contrôle durant une phase de base, et lorsque le véhicule dépasse une vitesse seuil, l’unité de contrôle passe en phase de conduite. Durant la phase de conduite, des paramètres de conduite représentatifs des conditions dynamiques du véhicule en mode de roulage sont acquis par l’unité de contrôle, l’unité de contrôle détermine l’effort axial de friction de conduite nécessaire pour absorber l’énergie de collision en fonction desdits paramètres de base et de conduite, et l’unité de contrôle pilote l’actionneur pour qu’il délivre un couple de serrage apte à générer l’effort axial de friction de conduite.
Avantageusement, des paramètres représentatifs des caractéristiques d’un véhicule et de la colonne de direction sont préenregistrés dans l’unité de contrôle, et/ou durant la collision, l’unité de contrôle passe en phase de collision et le couple de serrage défini par l’unité de contrôle en phase de précollision est maintenu.
Préférentiellement, lorsqu’une alerte collision est activée, l’unité de contrôle passe en phase de précollision durant laquelle des paramètres de précollision représentatifs des conditions dynamiques du véhicule en mode de roulage juste avant une collision sont acquis par l’unité de contrôle, l’unité de contrôle affine le calcul de l’effort axial de friction de conduite nécessaire pour absorber l’énergie de collision en tenant compte desdits paramètres de précollision, et l’unité de contrôle pilote l’actionneur pour qu’il corrige le couple de serrage délivré par l’actionneur avant la collision.
Avantageusement, l’unité de contrôle détermine l’effort axial de friction nécessaire pour absorber l’énergie de collision en fonction de la longueur totale disponible de la course continue de coulissement du tube intérieur dans le tube extérieur.
Préférentiellement, lorsque le conducteur règle la colonne de direction en profondeur, l’unité de contrôle passe en phase de réglage durant laquelle l’unité de contrôle pilote l’actionneur pour qu’il délivre un couple de serrage de réglage apte à générer un effort axial de friction ou nul ou inférieur à l’effort axial de friction de conduite apte à permettre un coulissement avec une résistance réduite du tube intérieur dans le tube extérieur. Lorsque le réglage de la colonne de direction est effectué, l’unité de contrôle passe en phase de base ou de conduite selon la vitesse du véhicule.
brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention sont mis en évidence par la description ci-après d’exemples non limitatifs de réalisation des différents aspects de l’invention.
La description se réfère aux figures annexées qui sont aussi données à titre d’exemples non limitatifs de réalisation de l’invention :
[Fig. 1] la figure 1 illustre un véhicule avec une colonne de direction
[Fig. 2] la figure 2 illustre une vue en perspective d’une colonne de direction
[Fig. 3] la figure 3 illustre un synoptique pour déterminer l’effort absorbant l’énergie de collision et le couple de serrage
[Fig. 4] la figure 4 représente une vue en coupe transversale d’un premier mode de réalisation d’une colonne de direction
[Fig. 5] la représente une vue en coupe longitudinale partielle d’un deuxième mode de réalisation d’une colonne de direction
[Fig. 6] la représente une vue en coupe transversale d’un troisième mode de réalisation d’une colonne de direction
[Fig. 7] la représente une vue en coupe transversale partielle d’un quatrième mode de réalisation d’une colonne de direction
[Fig. 1] la figure 1 illustre un véhicule avec une colonne de direction
[Fig. 2] la figure 2 illustre une vue en perspective d’une colonne de direction
[Fig. 3] la figure 3 illustre un synoptique pour déterminer l’effort absorbant l’énergie de collision et le couple de serrage
[Fig. 4] la figure 4 représente une vue en coupe transversale d’un premier mode de réalisation d’une colonne de direction
[Fig. 5] la
[Fig. 6] la
[Fig. 7] la
description DÉTAILLÉE de modes de réalisation
La figure 1 montre un véhicule automobile 1 équipé d’une colonne de direction 2 selon un des modes de réalisation décrits ci-après. La colonne de direction 2 a pour fonction première de permettre à un conducteur de diriger en condition de roulage le véhicule 1 en agissant sur un volant 3. Comme illustré à la , la colonne de direction 1 est équipée de différents dispositifs et mécanismes permettant d’exécuter des fonctions additionnelles attendues dans des colonnes de directions modernes. Ces fonctions additionnelles comprennent usuellement le réglage de la position du volant 3 par rapport à un tableau de bord (non illustré) par un dispositif de réglage en profondeur 4. Après que le conducteur a pris place dans le véhicule 1, il actionne le dispositif de réglage en profondeur 4 afin d’adapter la position d’un volant 3 à sa morphologie.
La colonne de direction2est reliée mécaniquement au véhicule1par une casquette5qui vient se fixer sur une partie structurelle (non illustrée) du véhicule1. Le volant3est relié mécaniquement à la colonne de direction2par un embout de volant6situé à une extrémité supérieure de la colonne de direction2. Cet embout de volant est le prolongement d’un arbre de direction7guidé en rotation dans un tube intérieur8afin de transmettre les mouvements de rotation impartis par le conducteur au volant3autour d’un axe de directionX. La colonne de direction2est reliée par son extrémité opposée à l’embout de volant6à une interface telle qu’un cardan9servant de renvoi d'angle pour entraîner une crémaillère de direction10. Le tube intérieur8est logé à l’intérieur d’un tube extérieur11de façon à pouvoir coulisser axialement dans le tube extérieur11. Les tubes intérieur et extérieur8et11sont agencés coaxialement à l’axe de directionX. Ainsi, un réglage en profondeur du volant3est obtenu notamment par le coulissement du tube intérieur8dans le tube extérieur11selon un axe de réglage confondu à l’axe de directionX.
Le réglage en profondeur du volant 3 peut être réalisé manuellement par action axiale du conducteur sur le volant 3. Néanmoins de nos jours, il est fréquent que le réglage en profondeur du volant 3 soit réalisé de façon motorisée grâce au dispositif de réglage en profondeur 4 qui actionne le mouvement de translation du tube intérieur 8. Le dispositif de réglage en profondeur 4 est entraîné par un premier élément moteur, tel qu’un premier moteur électrique 12 comme ici, ou tout autre type d’actionneur, tel qu’un vérin électrique. Le dispositif de réglage en profondeur 4 comprend une chaîne cinématique transformant le mouvement de rotation du premier moteur électrique 12 en mouvement de translation du tube intérieur 8. La chaîne cinématique du dispositif de réglage en profondeur 4 peut être du type vis/écrou, comme illustré à la , ou du type crémaillère, roue dentée et vis sans fin (non illustré). Ainsi, le conducteur peut actionner le premier moteur électrique 12 pour régler la position du volant 3 entre une position étirée dans laquelle le tube extérieur 8 est dans sa position la plus reculée par rapport à un sens de déplacement normal du véhicule V, et une position comprimée dans laquelle le volant 3 est dans une position la plus avancée par rapport au sens normal de déplacement du véhicule V en condition de conduite. Ce réglage dit de confort permet d’adapter la position du volant 3 en fonction de la morphologie du conducteur et du contexte de conduite. La course du réglage de confort est typiquement comprise entre 40 et 60 millimètres. La chaîne cinématique dudit dispositif de réglage en profondeur 4 est généralement de type irréversible afin que la position axiale de la colonne de direction 2 soit verrouillée lorsque le premier moteur électrique 12 n’est plus actionné.
Les véhicules automobiles peuvent présenter un mode de conduite autonome dans lequel le véhicule1est dirigé automatiquement sans que le conducteur agisse sur le volant3. En mode de conduite autonome, le volant3peut ainsi être totalement escamoté afin d’augmenter la place disponible devant le conducteur. Le volant3peut aussi être escamoté lorsque le véhicule1est parqué. Pour passer en condition escamotée, le dispositif de réglage en profondeur4peut être utilisé pour escamoter totalement le volant en dehors de la zone où il se trouve en condition de conduite manuelle. Pour cela, la course d’escamotage du tube intérieur3dans le tube extérieur4doit être substantiellement supérieure à celle généralement utilisée pour le réglage de confort. Typiquement, la course d’escamotage du volant3est comprise entre100et300millimètres.
Le véhicule1comprend également des dispositifs de sécurité permettant de limiter les risques de blessure du conducteur en cas d’accident tel qu’une collision frontale. Les normes de sécurité imposent de nos jours la présence d’une ceinture de sécurité (non illustrée) que le conducteur doit boucler en condition de roulage du véhicule1, et d’un ou plusieurs airbag (non illustré), dont, notamment un airbag installé dans un moyeu13du volant3pour protéger le conducteur. Ces dispositifs de sécurité servent à absorber l’énergie transmise par le corps du conducteur lors de la décélération brutale du véhicule consécutivement à la collision. Ainsi, la colonne de direction2doit pouvoir se comprimer en cas de choc frontal afin d’absorber l’énergie résiduelle de collision, c’est-à-dire l’énergie non absorbée par la ceinture de sécurité et l’airbag, lorsque le corps du conducteur projeté vers l’avant du véhicule vient heurter le volant3.
Cette énergie de collision résiduelle est absorbée par un effort axial de friction résistant au coulissement du tube intérieur 8 dans le tube extérieur 11. L’effort axial de friction provient d’une force de pression exercée sur le tube intérieur 8 transversalement à l’axe de direction X par un mécanisme de serrage 14 appartenant à un dispositif de blocage 15 fixé mécaniquement sur la partie inférieure du tube extérieur 11. Ledit dispositif de blocage 15 comprend en outre un actionneur sous la forme d’un deuxième moteur électrique 16 comme montré dans la . D’autres types d’actionneurs, tels qu’un solénoïde ou un vérin électrique, peuvent être utilisés. Le mécanisme de serrage (14) comprend un mécanisme d’entraînement couplé au deuxième moteur électrique (16) pour entraîner au moins un élément de pression exerçant une force de pression (P) sur le tube intérieur (8). Différents modes de réalisation du mécanisme de serrage sont décrits ci-après à l’appui des figures 4 à 7.
Ledit dispositif de blocage15fait partie d’un système d’absorption d’énergie de blocage comprenant également une unité de contrôleUCqui pilote le deuxième moteur électrique16en fonction de paramètres représentatifs de caractéristiques du véhicule et du système d’absorption d’énergie de collision préenregistrés dans l’unité de contrôleUC, et de paramètres représentatifs de la morphologie et de la position du conducteur, ainsi que des conditions dynamiques du véhicule jusque juste avant la collision. Ces derniers paramètres sont transmis sous forme de signaux à l’unité de contrôleUCpar des capteurs disséminés dans le véhicule1et dans la colonne de direction2.
L’unité de contrôle UC a pour fonction principale d’estimer le plus précisément possible l’énergie de collision résiduelle à absorber par la colonne de direction 2 pour piloter le deuxième moteur électrique 16 afin qu’il délivre en condition de roulage du véhicule 1 au mécanisme de serrage 14 un couple de serrage approprié pour induire un effort de friction apte à absorber l’énergie résiduelle de collision en évitant la manifestation d’un pic d’effort. En effet, un pic d’effort est causé par l’arrivé en fin de course du tube intérieur 8 dans le tube extérieur 11, ou par la déformation plastique d’un élément mécanique durant le coulissement du tube intérieur 8. La montre un synoptique de l’algorithme de pilotage du deuxième moteur électrique 16 par l’unité de contrôle UC.
Selon la , l’unité de contrôle UC calcule en temps réel la consigne correspondant au couple de serrage que doit délivrer le deuxième moteur électrique 16 pour adapter en continu ou par palier l’effort de friction résistant au coulissement du tube intérieur 8 dans le tube extérieur 11. Cette consigne de pilotage est calculée au plus près de ce qui est nécessaire pour absorber l’énergie de collision transmise au volant par le corps du conducteur lors d’un choc frontal. Pour ce faire, l’unité de contrôle UC traite des informations préenregistrées dans l’unité de contrôle et reçues en temps réel de capteurs disséminés dans le véhicule 1 comme indiqué dans la .
Dans sa partie supérieure, le synoptique de la montre trois états du système d’absorption d’énergie de collision depuis l’installation au volant du conducteur dans le véhicule 1 correspondant à une phase de base, suivie par la mise en mouvement du véhicule 1 correspondant à une phase de conduite, jusqu’à l’occurrence d’une possible collision correspondant à une phase de précollision. Cette succession de trois phases est suivie d’une phase de collision (non illustrée) si la collision se produit réellement. Dans cette phase de collision, l’unité de contrôle UC ne pilote plus le deuxième moteur électrique 16 et la force de pression sur le tube intérieur 8 est maintenue par le mécanisme de serrage 14 qui est mécaniquement irréversible.
La phase de base correspond à la collecte d’informations morphologiques du conducteur (poids, hauteur d’assise, etc.) et de son environnement telles que la position du siège de conduite, son inclinaison, la position du volant tant en profondeur qu’en hauteur qui détermineront l’angle entre la colonne de direction et le mouvement du corps du conducteur durant la collision et la longueur de course de coulissement du tube intérieur disponible pour absorber de façon continue l’énergie résiduelle de collision. De plus, l’unité de contrôle recevra une information indiquant si la ceinture de sécurité est bouclée ou non ce qui permettra de prédire la proportion de l’énergie totale de collision qui devra être absorbée par le système d’absorption d’énergie de collision. Ces différentes informations sont accessibles sous la forme de paramètres de base provenant des capteurs embarqués. Elles sont enregistrées dans l’unité de contrôleUCet sont mises à jour en continu. D’autres informations sont traitées durant la phase de base, il s’agit d’informations relatives aux caractéristiques du véhicule, de l’airbag, de la ceinture de sécurité, de la colonne de direction, et du mécanisme de serrage. Ces informations sont préenregistrées dans l’unité de contrôleUCsous la forme de paramètres de base immuables. Ainsi, durant la phase de base, l’unité de contrôleUCdu système d’absorption d’énergie de collision pilote le deuxième moteur électrique16afin qu’il délivre au mécanisme de serrage14un couple de serrage de base pour qu’une force de pression soit appliquée sur le tube intérieur8permettant de garantir l’effort minimum d’absorption sur la base des données disponibles (morphologiques et d’environnement) disponibles dans cette phase.
La phase de conduite se distingue par la prise en compte du mouvement du véhicule pour améliorer l’estimation de l’énergie de collision à absorber en cas de collision. En mode de conduite, la colonne de direction2est bloquée afin d’empêcher le conducteur de déplacer le volant3sous l’effet d’un couple de serrage au moins égal au couple de serrage de base. Durant la phase de conduite, des informations de vitesse du véhicule1sont transmises à l’unité de contrôleUCafin de déterminer le niveau d’énergie à absorber en cas de collision frontale. Ce niveau d’énergie est réajusté en permanence en continu ou par palier en fonction de la plage de vitesse du véhicule1. La phase de conduite correspond à une phase de préparation consistant à prépositionner le couple de serrage et donc le niveau d’effort axial de friction au plus près de l’effort optimum pour une éventuelle absorption d’énergie de collision.
La phase de précollision consiste en une détection d’une collision imminente. Le passage de la phase de conduite à la phase de précollision est déclenché par la réception d’une alerte de collision. Cette information est disponible au niveau de certaines fonctions de sécurité passive comme l’alerte prédictive de collision. Durant cette brève phase, le système d’absorption d’énergie de collision acquiert des informations spécifiques à la collision qui va se produire comme l’angle d’impact, la décélération du véhicule et d’autres informations utiles. Le calcul du niveau de l’énergie à absorber est ainsi optimisé et une correction est apportée au niveau du couple de serrage afin d’obtenir le niveau de force axiale de friction nécessaire pour contrôler le coulissement du tube intérieur8dans le tube extérieur11durant la collision. Cette phase consiste en une optimisation de la pression exercée par le mécanisme de serrage14en tenant compte des informations fournies par les différents capteurs du véhicule juste avant la collision.
Enfin, durant une phase de collision (non illustrée) l’unité de contrôle n’actionne plus le deuxième moteur électrique16, et le couple de serrage optimisé durant la phase de précollision est maintenu. De plus, le système enregistre le contexte et les niveaux de pression exercés au moment de la collision.
Ainsi la dissipation de l’énergie résiduelle de collision est assurée par une force axiale de friction variable entre le tube intérieur8et le tube extérieur11de la colonne de direction2au moyen d’un mécanisme de serrage14actionné par un deuxième moteur électrique16et garantissant le maintien de l’effort de friction en cas de non-alimentation du deuxième moteur électrique16. Le deuxième moteur électrique16piloté par l’unité de contrôleUCdélivre un couple de serrage en fonction d’une estimation précise de l’énergie à absorber lors d’une collision en fonction de la connaissance morphologique du conducteur, de ses conditions de conduite (ceinture de sécurité, siège de conduite, position volant) des caractéristiques du véhicule et également des caractéristiques dynamiques du véhicule en condition de roulage et juste avant la collision.
Le système d’absorption d’énergie de collision permettant de dissiper entièrement l’énergie résiduelle de collision sur la course totale de la colonne de direction disponible de sorte à éviter un pic d’effort en fin de course et un niveau de force axiale de friction élevé sur une courte distance par rapport à la course totale de la colonne de direction1disponible. La course totale de la colonne de direction1disponible correspond à la course de coulissement du tube intérieur8dans le tube extérieur11et comprend la course de réglage de confort et d’escamotage du volant5sans élément mécanique entravant la transition d’une partie de la course de coulissement du tube intérieur8à une autre.
Ci-dessous, différents modes de réalisation du mécanisme de serrage14sont décrits sur la base des figures4à7.
La figure4montre une vue de détail du mécanisme de serrage14représenté dans la figure2. Dans ce mécanisme de serrage14, le deuxième moteur électrique16est couplé à un mécanisme d’entraînement comprenant une première biellette17entraînée par une première vis sans fin18reliée à un axe de rotor du deuxième moteur électrique16. Ladite première biellette17entraîne à son tour une première crémaillère19. Ladite première crémaillère19coopère avec deux pignons de serrage20qui appartiennent chacun à un premier mécanisme de pression25et qui sont chacun reliés mécaniquement en rotation avec une première vis de serrage21. La première vis de serrage21coopère avec un trou taraudé22aménagé au travers de l’enveloppe du tube extérieur11, afin de transformer le mouvement de rotation du pignon20en un mouvement de translation selon un axe de serrage (Y) perpendiculaire à l’axe de réglage (X) d’un premier élément de pression23apte à exercer une force de pressionFperpendiculairement à l’axe de directionXsur le tube intérieur8par l’intermédiaire d’un patin de friction24. Ainsi, le deuxième moteur électrique16délivre un couple de serrage au mécanisme de serrage14qui le transforme en une force de pressionFsur le tube intérieur8au niveau de chaque élément de pression23au travers de la chaîne cinématique décrite ci-dessus. Les forces de pressionFinduisent ensemble une force axiale de friction résistant au coulissement du tube intérieur8dans le tube extérieur11. Cette force de pression est modulée par l’intensité du couple de serrage délivré par le deuxième moteur16selon le signal de consigne transmis par l’unité de contrôleUC. De plus, la magnitude de la force axiale de friction varie selon les choix de conception du mécanisme de serrage14, c’est-à-dire du choix du matériel et de la rugosité du patin de friction24, et du nombre d’éléments de pression23. Dans le mode de réalisation décrit ici, le mécanisme de serrage14comprend deux mécanismes de pression25, mais selon le contexte il peut y en avoir un ou plus de deux. Le mécanisme de pression25peut inclure un dispositif à bille comprenant au moins une bille26roulant sur une piste crantée27formée sur les surfaces en vis-à-vis du premier élément de pression23et de la première vis de serrage21.
La conception de la chaîne cinématique du mécanisme de serrage à partir du deuxième moteur16est en soi mécaniquement irréversible par l’emploi d’une transmission de type roue/vis sans fin et/ou vis/écrou soit un autre système.
Alternativement, au mode de réalisation du mécanisme de serrage14décrit ci-dessus, la première biellette17peut être remplacée par une deuxième biellette (non représentée) entraînée par le deuxième moteur électrique16, et elle-même entraînant directement les deux pignons20ce qui permet d’éliminer la première crémaillère19. De même, la piste crantée27sur laquelle passe la bille26peut être aménagée entre des surfaces en vis-à-vis de la première biellette17ou de la deuxième biellette et d’un capot (non illustré) recouvrant au moins le mécanisme de serrage14.
La figure5illustre un mode de réalisation du mécanisme de serrage14différent de celui décrit ci-dessus à l’appui des figures2et4. Seulement les différences entre les deux mécanismes de serrage seront décrites. Dans le mécanisme de serrage14de la figure5, le mécanisme d’entraînement comprend la vis sans fin18reliée au deuxième moteur électrique16et coopérant avec une deuxième crémaillère28. La deuxième crémaillère se prolonge longitudinalement par une ou plusieurs rampes29agissant chacune sur l’extrémité supérieure d’un deuxième élément de pression30afin de transformer le mouvement de translation axial de la crémaillère28en un mouvement de translation transversal de chaque deuxième élément de pression30selon un axe de serrageYperpendiculaire à l’axe de réglage (X). Ainsi, lorsque la crémaillère coulisse vers l’avant ou l’arrière sous l’effet du couple de serrage délivré par le deuxième moteur électrique16, les deuxièmes éléments de pression30augmentent ou diminuent les forces de pressionFqu’ils exercent sur le tube intérieur8. Bien que non représentés dans la figure5, des patins de frictions peuvent être interposés entre chaque deuxième élément de pression30et le tube intérieur8comme décrit ci-dessus. De même, il peut y avoir un ou plus que deux éléments de pression30associés chacun à une rampe29pour exercer chacun une force de pressionFsur le tube intérieur8.
La figure6illustre un mode de réalisation du mécanisme de serrage14différent de ceux décrits ci-dessus. Dans ce mode de réalisation du mécanisme de serrage14, le deuxième moteur électrique16entraîne en rotation une deuxième vis de serrage31qui appartient au mécanisme d’entraînement et qui s’étend transversalement à la partie basse du tube extérieur11selon un axe de serrageYorthogonal et non sécant à l’axe de directionX.
Une fente32est aménagée parallèlement à l’axe de réglageXau travers de l’enveloppe du tube extérieur11et perpendiculairement à l’axe de serrageY. Un plan axialPpasse par la fente32et l’axe de directionX. Une première extrémité filetée33de la deuxième vis de serrage31coopère avec un élément taraudé34de forme extérieure cylindrique s’étendant perpendiculairement à l’axe de serrageYd’un côté du plan axialP. L’élément taraudé34est situé dans un logement cylindrique35aménagé dans l’enveloppe du tube extérieur11d’un côté de la fente32. L’élément taraudé34forme ainsi une liaison pivot entre la deuxième vis de serrage31et l’enveloppe du tube extérieur11d’un côté de la fente32.
La deuxième vis de serrage31est arrêtée axialement par un premier palier (non illustré) relié mécaniquement à l’enveloppe du tube extérieur11et situé de l’autre côté de la fente32par rapport à l’élément taraudé34. Le premier palier fait office de butée axiale pour la deuxième vis de serrage31au moins vers l’élément taraudé34ou dans les deux sens.
Les éléments de pression sont constitués d’un premier et d’un deuxième sabot de serrage36et37situés sur la partie intérieure du tube extérieur11de part et d’autre du plan axialP. Le premier et le deuxième sabot de serrage36et37sont agencés dans des logements aménagés dans l’enveloppe du tube extérieur11de part et d’autre de la fente32. Un troisième et un quatrième sabot de serrage38et39sont situés sur la partie intérieure du tube extérieur11. Le troisième et le quatrième sabot de serrage38et39sont saillants par rapport à la surface intérieure du tube extérieur11. Le troisième sabot de serrage38est diamétralement opposé au premier sabot de serrage36et le quatrième sabot de serrage39est diamétralement opposé au deuxième sabot de serrage37de manière que le tube intérieur8soit en contact avec les quatre sabots de serrage36à37. Alternativement, au lieu du troisième et du quatrième sabot de serrage38et3, un seul sabot de serrage supplémentaire peut être situé sur la partie intérieure du tube extérieur11diamétralement opposée au planP. Au lieu d’être des éléments rapportés, le premier et le deuxième sabot de serrage36et37peuvent être réalisés en saillie à partir de la surface intérieure du tube extérieur11comme le troisième et le quatrième sabot de serrage38et39.
Lorsque le deuxième moteur électrique16est actionné dans un sens, il entraîne en rotation la deuxième vis de serrage31qui se visse dans l’élément taraudé34, elle rapproche ainsi les deux bords opposés de la fente32. La déformation du tube extérieur11dans la zone de la fente32permet de presser les quatre sabots de serrage36à39contre le tube intérieur8qui exercent ainsi des forces de pressionFsur le tube intérieur8ce qui induit une force axiale de friction entre les deux tubes intérieur et extérieur8et11qui s’opposent au coulissement du tube intérieur8dans le tube extérieur11.
Lorsque le deuxième moteur électrique16est actionné dans l’autre sens, il entraîne en rotation la deuxième vis de serrage31qui se dévisse dans l’élément taraudé34ce qui a pour effet de diminuer les forces de pressionFet donc les forces axiales de friction entre le tube intérieur8et le tube extérieur11.
Les déviations axiales de la deuxième vis de serrage31étant relativement faibles durant le vissage et le dévissage de celle-ci, la liaison pivot formée par l’élément taraudé34de forme cylindrique peut être remplacée par un écrou hexagonal ou carré logé dans une cavité de forme complémentaire réalisée dans l’enveloppe du tube extérieur11à la place du logement cylindrique35. Alternativement, la deuxième vis de serrage31peut être vissée dans un trou taraudé directement formé dans l’enveloppe du tube extérieur11en lieu et place du logement cylindrique35ce qui réduit le nombre de pièces du dispositif de mécanisme de serrage14et permet d’en faciliter l’assemblage.
La figure7illustre un mode de réalisation du mécanisme de serrage14différent de ceux décrits ci-dessus. Dans ce mode de réalisation du mécanisme de serrage14, le deuxième moteur électrique16entraîne en rotation une troisième vis de serrage40appartenant au mécanisme d’entraînement qui est arrêtée axialement par un deuxième palier41relié mécaniquement à l’enveloppe du tube extérieur11du côté du deuxième moteur électrique16. La troisième vis de serrage40présente un premier filetage42à son extrémité opposée à celle coopérant avec le deuxième palier41. Le premier filetage42coopère avec un premier trou taraudé43formé dans un premier patin de serrage44. Le premier patin de serrage44est monté dans une première rainure45aménagée dans l’enveloppe du tube extérieur11d’un côté du plan axialPde manière à pouvoir coulisser le long de l’axe de serrageYperpendiculairement au plan axialPpar rapport au tube extérieur11.
Un deuxième patin de serrage46est monté dans une deuxième rainure47aménagée dans l’enveloppe du tube extérieur11de l’autre côté du plan axialPde manière à pouvoir coulisser le long de l’axe de serrageYtransversalement au plan axialPpar rapport au tube extérieur11. La troisième vis de serrage40présente un deuxième filetage48coopérant avec un deuxième trou taraudé49formé dans le deuxième patin de serrage46. Le pas du deuxième filetage48est opposé au pas du premier filetage42, de manière que, lorsque la troisième vis de serrage40tourne, le premier et le deuxième patin de serrage44et46, qui constituent les éléments de pression, coulissent dans des sens opposés de part et d’autre du plan axialP.
Lorsque le deuxième moteur électrique16est actionné dans un sens, il entraîne en rotation la troisième vis de serrage40qui, étant arrêtée axialement par le deuxième palier41, entraîne le premier et le deuxième patin de serrage44et46qui se rapprochent du plan axialP. Le rapprochement entre eux, des patins de serrage44et46, exerce des forces de pressionFsur le tube intérieur11qui est ainsi serré entre, d’une part, le premier et le deuxième patin de serrage44et46, et, d’autre part, les troisième et quatrième sabots de serrage38et39. Les forces de pressionFainsi induites sur le tube intérieur8génèrent une force axiale de friction entre le tube intérieur8et le tube extérieur11qui s’opposent au coulissement du tube intérieur8dans le tube extérieur11en condition de conduite.
Lorsque le deuxième moteur électrique16est actionné dans l’autre sens, il entraîne en rotation la troisième vis de serrage40qui, étant arrêtée axialement par le deuxième palier41, entraîne le premier et le deuxième patin de serrage44et46dans des sens opposés. Ceux-ci s’éloignent ainsi du plan axialPce qui relâche les forces de pressionFexercées sur le tube intérieur11. Ainsi, la force axiale de friction s’exerçant entre les deux tubes intérieur et extérieur8et11est réduite.
Alternativement, un seul sabot de serrage, au lieu de deux, peut être situé sur la partie intérieure du tube extérieur11diamétralement opposée aux patins de serrage44et46. Dans cet exemple de réalisation du mécanisme de serrage14, la fente32peut être omise puisque le serrage du tube intérieur8n’est pas obtenu par déformation du tube extérieur11.
Le mécanisme d’entraînement reliant le deuxième moteur électrique16à la deuxième ou à la troisième vis de serrage31et40est irréversible. Il peut être par exemple du type roue et vis sans fin. Ainsi lorsque l’alimentation du deuxième moteur électrique16est interrompue, les forces de pressionFsont maintenues sur le tube intérieur8.
La rugosité et la matière des sabots de serrage36à39et/ou des patins de serrage44et46est choisie afin d’augmenter ou de diminuer la force axiale de friction induite par les forces de pressionFexercées sur le tube intérieur8.
Le deuxième moteur électrique16peut entraîner autant de mécanismes de serrage14que nécessaire disposés le long de l’axe de réglageXpour obtenir une force axiale de friction totale suffisante pour absorber l’énergie de collision.
D’une part, un jeu ou du moins une force axiale friction faible est nécessaire entre le tube intérieur8et le tube extérieur11afin de permettre de régler la position axiale du volant en mode de réglage en profondeur ou de l’escamoter en mode d’escamotage du volant3sans trop d’effort et donc de consommation électrique pour le premier moteur électrique12. D’autre part, en condition de conduite, le tube intérieur8doit être serré dans le tube extérieur11afin d’assurer une certaine raideur de la colonne de direction2pour limiter les déflexions du volant3. Le système d’absorption de l’énergie de collision décrit ci-dessus peut aussi être utilisé afin de masquer le jeu de fonctionnement et garantir une raideur minimum de la liaison entre les tubes intérieur et extérieur8et11en condition de conduite ou de relâcher la pression exercée entre eux en mode de réglage en profondeur ou d’escamotage du volant3. Dans cette configuration, l’unité de contrôleUCpilote le deuxième moteur électrique16afin de réduire ou d’annuler les forces de pressionFexercées sur le tube intérieur8en mode de réglage en profondeur ou d’escamotage. De plus, en mode de réglage en profondeur ou d’escamotage, l’unité de contrôleUCpermet aussi de synchroniser l’actionnement du premier moteur électrique12qui entraîne le dispositif de réglage en profondeur4avec l’actionnement du deuxième moteur électrique16qui entraîne le mécanisme de serrage14.
Ainsi, en condition de conduite, le mécanisme de serrage14est en position serrée. Pour passer en position serrée, le deuxième moteur électrique16est actionné par l’unité de contrôleUCet le couple de serrage développé par le deuxième moteur électrique16génère des forces de pressionFsur le tube intérieur8à l’intérieur du tube extérieur11ce qui augmente l’effort axial de friction exercé entre les deux tubes. Ainsi, le niveau de l’effort axial de friction en condition de conduite garantit une certaine raideur de la colonne de direction1ce qui limite les déflexions intempestives du volant, et une résistance suffisante au coulissement des deux tubes pour absorber l’énergie de collision comme expliqué ci-dessus.
En condition de réglage en profondeur ou d’escamotage du volant3, le mécanisme de serrage14est en position desserrée. Pour passer de la position serrée à la position desserrée, le deuxième moteur électrique16est actionné par l’unité de contrôleUCpour diminuer les forces de pressionFexercées sur le tube intérieur8à l’intérieur du tube extérieur11ce qui diminue l’effort axial de friction exercé entre les deux tubes. Ainsi, le niveau de l’effort axial de friction qu’il faut vaincre pour faire coulisser le tube intérieur8dans le tube extérieur11en condition de réglage ou d’escamotage est nul ou significativement inférieur à l’effort axial de friction en condition de conduite. De ce fait, pour régler la position axiale du tube intérieur8par rapport au tube extérieur11, le premier moteur électrique12doit développer une puissance réduite ce qui diminue la consommation énergétique du dispositif de réglage en profondeur4et la taille du premier moteur électrique12. En outre, le réglage en profondeur peut ainsi s’effectuer avec des performances acoustiques améliorées et une plus grande vitesse sans augmentation de la consommation énergétique et de la puissance du premier moteur électrique12.
L’unité de contrôleUCpilote le deuxième moteur électrique16pour faire passer le mécanisme de serrage14de la position serrée à la position desserrée avant d’actionner le premier moteur électrique12pour régler en profondeur la position axiale du volant3. Une fois le réglage en profondeur ou l’escamotage du volant3accompli, le deuxième moteur électrique16est actionné dans le sens opposé pour faire passer le mécanisme de serrage14de la position desserrée à la position serrée après que le premier moteur électrique12a été stoppé.
Le dispositif de réglage en profondeur4qui entraîne en translation le tube intérieur8dans le tube extérieur11est du type mécaniquement irréversible. Pour permettre le coulissement du tube intérieur8dans le tube extérieur11en cas de collision, il est nécessaire qu’au moins un des éléments constituant la chaîne cinématique reliant le premier moteur électrique12au tube intérieur8puisse faire office de fusible mécanique (non illustré). Ainsi, en cas choc axial sur le volant lors d’une collision, la rupture ou la déformation de cet élément fusible libère le coulissement du tube intérieur8.
Le système d’absorption d’énergie de collision décrit ci-dessus peut remplacer complètement les systèmes d’absorption d’énergie de collision par déformation plastique de type strap. Il est également possible de les combiner dans la colonne de direction2afin que, par exemple, le système d’absorption d’énergie de collision par une force axiale de friction permette d’absorber l’énergie de collision correspondant à des collisions à niveau d’énergie faible à modéré, et que les systèmes d’absorption d’énergie de collision par déformation plastique de type strap (non illustré), intervienne en complément en cas de collision à niveau d’énergie plus important.
Comme indiqué dans la description qui précède, les différents aspects de l’invention peuvent-être mis en œuvre selon le contexte dans des variantes de configuration différentes de celles décrites ci-dessus. Par exemple, la colonne de direction1peut être à réglage motorisé ou alternativement à réglage manuel. Elle peut équiper tout type de véhicule de transport, tel que les véhicules de transport terrestre, que ce soit pour le transport de fret ou de passagers. De même, tout type d’actionneurs motorisés, tel que des vérins électriques ou des solénoïdes, peuvent être utilisés en lieu et place du moteur de serrage.
Claims (17)
- Système d’absorption d’énergie de collision pour colonne de direction (2) à réglage au moins en profondeur par coulissement d’un tube intérieur (8) dans un tube extérieur (11) selon un axe de réglage(X) ; ledit système d’absorption d’énergie de collision comprenant un dispositif de blocage (15) dudit tube intérieur (8) dans ledit tube extérieur (11) comprenant :
- un actionneur (16) ;
- un mécanisme de serrage (14) entrainé par ledit actionneur (16) et apte à exercer au moins une force de pression (F) sur le tube intérieur (8) induisant une force axiale de friction résistant au coulissement dudit tube intérieur (8) dans le tube extérieur (11) ; et
- une unité de contrôle (UC) apte à piloter ledit actionneur (16) pour moduler l’au moins une force de pression (P) exercée sur le tube intérieur (8) dans un mode de roulage d’un véhicule (1) en fonction de paramètres représentatifs d’une morphologie et d’une position d’un conducteur ;
- pour piloter ledit actionneur (16), ladite unité de contrôle (UC) utilise des paramètres représentatifs des conditions dynamiques du véhicule (1) en mode de roulage.
- Système d’absorption d’énergie de collision selon la revendication 1, caractérisé en ce que :
- lesdits paramètres représentatifs des conditions dynamiques du véhicule (1) comprennent une vitesse du véhicule et/ou une estimation d’un angle d’impact de la collision ; et/ou
- l’au moins une force de pression (F) exercée sur le tube intérieur (8) est générée par un couple de serrage délivré au mécanisme de serrage (14) par l’actionneur (16), et modulé par l’unité de contrôle (UC) en continu ou par palier jusqu’avant la collision.
- Système d’absorption d’énergie de collision selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l’énergie de collision est absorbée par ladite force axiale de friction entre ledit tube extérieur (11) et ledit tube intérieur (8) sur au moins une partie substantielle de toute la longueur d’une course de coulissement continue dudit tube intérieur (8) dans ledit tube extérieur (11).
- Système d’absorption d’énergie de collision selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit mécanisme de serrage (14) comprend :
- au moins un élément de pression agissant sur le tube intérieur (8) ; et
- un mécanisme d’entraînement de type irréversible reliant ledit actionneur (16) à l’au moins un élément de pression, et apte à serrer ou à desserrer l’au moins un élément de pression sur le tube intérieur (8).
- Système d’absorption d’énergie de collision selon la revendication 4, dans lequel ledit mécanisme d’entraînement comprend une deuxième crémaillère (28) présentant au moins une rampe (40) apte à faire coulisser l’au moins un élément de pression par rapport audit tube extérieur selon un axe de serrage transversal (Y) audit axe de réglage (X).
- Système d’absorption d’énergie de collision selon la revendication 4, dans lequel :
- l’au moins un élément de pression est une première vis de serrage (21) ; et
- ledit mécanisme d’entraînement comprend une biellette (17) apte à visser ou à dévisser ladite au moins une vis de serrage (21) selon un axe de serrage (Y) perpendiculaire audit axe de réglage.
- Système d’absorption d’énergie de collision selon la revendication 4, dans lequel ledit mécanisme d’entraînement comprend une troisième vis de serrage (40) entraînée en rotation par ledit actionneur (16) et apte à coopérer avec au moins un patin de serrage (44, 46) pour le faire coulisser selon un axe de serrage orthogonal et non sécant à l’axe de réglage afin d’augmenter, ou diminuer, la force de pression sur ledit tube intérieur.
- Système d’absorption d’énergie de collision selon la revendication 4, dans lequel ledit mécanisme d’entraînement comprend une deuxième vis de serrage (31) entraînée en rotation par ledit actionneur (16) autour d’un axe de serrage (Y) orthogonal et non sécant à l’axe de réglage (X) pour rapprocher ou éloigner des bords opposés d’une fente (32) réalisée dans une enveloppe dudit tube extérieur (11) parallèlement à l’axe de réglage (X).
- Colonne de direction à réglage motorisé au moins en profondeur comprenant :
- un tube extérieur (11);
- un tube intérieur (8) logé de manière coulissante dans le tube extérieur (11) ; et
- un dispositif de réglage en profondeur (4) de la colonne de direction (2) comprenant un élément moteur (12) entraînant en translation par une chaîne cinématique irréversible le tube intérieur (8) dans le tube extérieur (11) selon un axe de réglage (X) correspondant à l’axe longitudinal du tube extérieur (11);
- Colonne de direction à réglage motorisé au moins en profondeur selon la revendication 9, caractérisée en ce que ladite unité de contrôle (UC) est apte à piloter ledit actionneur (16) dudit système d’absorption d’énergie de collision afin de réduire ou d’annuler ladite au moins une force de pression (F) exercée sur le tube intérieur (8) dans un mode de réglage de la profondeur de la colonne de direction (2) ou un mode d’escamotage du volant (5).
- Colonne de direction à réglage motorisé au moins en profondeur selon l’une des revendications 9 et 10, caractérisée en ce que :
- la chaîne cinématique de type irréversible entraînant ledit tube intérieur (8) comprend un élément fusible mécanique apte à libérer le coulissement dudit tube intérieur (8) dans ledit tube extérieur (11) durant une collision ; et/ou
- la colonne de direction (2) comprend en outre un système de d’absorption d’énergie de collision par déformation plastique de type strap.
- Véhicule caractérisé en ce qu’il comprend une colonne de direction selon l’une quelconque des revendications 9 à 11.
- Procédé d’absorption d’énergie de collision d’un véhicule (1) par une force axiale de friction résistant au coulissement d’un tube intérieur (8) dans un tube extérieur (11) d’une colonne de direction (2) à réglage motorisé au moins en profondeur, ladite force axiale de friction étant induite par au moins une force de pression (F) exercée contre ledit tube intérieur (8) par un dispositif de blocage (4) dudit tube intérieur (8) dans ledit tube extérieur (11) comprenant un actionneur (16) piloté par une unité de contrôle (UC) ; dans lequel :
- des paramètres de base représentatifs d’une morphologie, d’une position d’un conducteur et d’une position de la colonne de direction (2) sont acquis par l’unité de contrôle (UC) durant une phase de base ; et
- lorsque le véhicule (1) dépasse une vitesse seuil, l’unité de contrôle passe en phase de conduite durant laquelle :
- des paramètres de conduite représentatifs des conditions dynamiques du véhicule (1) en mode de roulage sont acquis par l’unité de contrôle (UC) ;
- l’unité de contrôle (UC) détermine l’effort axial de friction en mode de conduite nécessaire pour absorber l’énergie de collision en fonction desdits paramètres de base et de conduite ; et
- l’unité de contrôle (UC) pilote l’actionneur (16) pour qu’il délivre un couple de serrage apte à générer l’effort axial de friction en mode de conduite.
- Procédé d’absorption d’énergie de collision selon la revendication 13, dans lequel :
- des paramètres représentatifs des caractéristiques d’un véhicule (1) et de la colonne de direction (2) sont préenregistrés dans l’unité de contrôle (UC) ; et/ou
- durant la collision, l’unité de contrôle (UC) passe en phase de collision et le couple de serrage défini par l’unité de contrôle (UC) en phase de précollision est maintenu.
- Procédé d’absorption d’énergie de collision selon l’une des revendications 13 et 14, dans lequel :
- lorsqu’une alerte collision est activée, l’unité de contrôle (UC) passe en phase de précollision durant laquelle :
- des paramètres de précollision représentatifs des conditions dynamiques du véhicule (1) en mode de roulage juste avant une collision sont acquis par l’unité de contrôle (UC) ;
- l’unité de contrôle (UC) affine le calcul de l’effort axial de friction en mode de conduite nécessaire pour absorber l’énergie de collision en tenant compte desdits paramètres de précollision ; et
- l’unité de contrôle (UC) pilote l’actionneur (16) pour qu’il corrige le couple de serrage délivré par l’actionneur (16) avant la collision.
- Procédé d’absorption d’énergie de collision selon l’une des revendications 13 à 15, dans lequel :
- l’unité de contrôle (UC) détermine l’effort axial de friction nécessaire pour absorber l’énergie de collision en fonction de la longueur totale disponible de la course continue de coulissement du tube intérieur (8) dans le tube extérieur (11).
- Procédé d’absorption d’énergie de collision selon l’une des revendications 13 à 16, dans lequel :
- lorsque le conducteur règle en profondeur la colonne de direction (2), l’unité de contrôle (UC) passe en phase de réglage durant laquelle l’unité de contrôle (UC) pilote l’actionneur (16) pour qu’il délivre un couple de serrage de réglage apte à générer un effort axial de friction nul ou inférieur à l’effort axial de friction en mode de conduite et apte à permettre un coulissement avec une résistance réduite du tube intérieur (8) dans le tube extérieur (11) ; et
- lorsque le réglage de la colonne de direction (2) est effectué, l’unité de contrôle (UC) passe en phase de base ou de conduite selon la vitesse du véhicule (1).
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| DE4205929A1 (de) * | 1991-02-27 | 1992-09-03 | Aisin Seiki | Lenkvorrichtung |
| US6290258B1 (en) | 1999-05-19 | 2001-09-18 | Nastech Europe Limited | Collapsible steering column assembly for a vehicle |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ANONYMUS: "COMPUTER CONTROLLED ENERGY ABSORBING STEERING COLUMN FOR AUTOMOTIVE USE", RESEARCH DISCLOSURE, KENNETH MASON PUBLICATIONS, HAMPSHIRE, UK, GB, no. 359, 1 March 1994 (1994-03-01), pages 157 - 159, XP000440547, ISSN: 0374-4353 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3115520B1 (fr) | 2022-12-30 |
| WO2022084508A1 (fr) | 2022-04-28 |
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