FR2812259A1 - Connection between steering wheel and steering column in motor vehicle has non-contact electrical air bag connections between steering column and wheel - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne les moyens de liaison électrique prévus enThe present invention relates to the electrical connection means provided in
haut d'une colonne de direction, entre celle-ci et un volant associé. La présente invention trouve application notamment dans la commande de coussins gonflables de sécurité dénommés généralement top of a steering column, between it and an associated steering wheel. The present invention finds application in particular in the control of airbags generally called
"air bag"."air bag".
De nos jours, pour assurer une liaison électrique entre le haut de colonne fixe d'un véhicule automobile et le volant rotatif, par exemple pour la commande d'un coussin gonflable, ou encore pour la transmission d'autres informations, on s'oriente généralement vers un système comprenant deux ensembles concentriques susceptibles de rotation relative liés respectivement au haut de colonne et au volant, et un ruban comprenant des pistes électriquement conductrices enroulé en spirale entre Nowadays, to ensure an electrical connection between the top of a fixed column of a motor vehicle and the rotary steering wheel, for example for the control of an airbag, or for the transmission of other information, we orient ourselves generally towards a system comprising two concentric assemblies capable of relative rotation linked respectively to the top of the column and to the steering wheel, and a ribbon comprising electrically conductive tracks wound in a spiral between
les deux ensembles.the two together.
Un tel système a déjà rendu de grands services. Cependant, il ne Such a system has already done great service. However, it does not
donne pas toujours satisfaction en raison de sa complexité. not always satisfactory because of its complexity.
La présente invention a maintenant pour but de proposer de The present invention now aims to provide
nouveaux moyens de liaison électrique. new means of electrical connection.
Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un système comprenant: - d'une part des moyens de liaison électrique sans contact entre un ensemble fixe lié à une colonne de direction et un ensemble mobile lié au volant, pour assurer un transfert de signaux de commande à partir de l'ensemble fixe vers l'ensemble mobile, quelle que soit la position angulaire relative des deux ensembles, et - d'autre part des moyens de liaison électrique par contact mécanique entre les deux ensembles autorisant une rotation entre ceux-ci, et permettant une transmission de puissance, associés à des moyens de stockage d'énergie liés à l'ensemble mobile pour assurer l'alimentation This object is achieved in the context of the present invention thanks to a system comprising: - on the one hand contactless electrical connection means between a fixed assembly linked to a steering column and a mobile assembly linked to the steering wheel, to ensure a transfer of control signals from the fixed assembly to the mobile assembly, whatever the relative angular position of the two assemblies, and - on the other hand, electrical connection means by mechanical contact between the two assemblies allowing rotation between them, and allowing power transmission, associated with energy storage means linked to the mobile assembly to supply power
électrique d'un module placé sur volant. of a module placed on the steering wheel
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les moyens de liaison électrique sans contact comprennent au moins une According to another advantageous characteristic of the invention, the contactless electrical connection means comprise at least one
bobine émettrice associée à une bobine de réception ou sonde à effet Hall. transmitting coil associated with a receiving coil or Hall effect probe.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le système comprend en outre des moyens auxiliaires de liaison électrique sans contact entre l'ensemble fixe lié à la colonne de direction et l'ensemble mobile lié au volant, pour assurer un transfert de signaux à partir de I'ensemble mobile vers l'ensemble fixe, par exemple pour des fonctions de diagnostic. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, les moyens de liaison électrique par contact mécanique comprennent au moins deux pistes électriquement conductrices annulaires According to another advantageous characteristic of the invention, the system further comprises auxiliary means of electrical contactless contact between the fixed assembly linked to the steering column and the mobile assembly linked to the steering wheel, to ensure transfer of signals to from the mobile assembly to the fixed assembly, for example for diagnostic functions. According to another advantageous characteristic of the present invention, the electrical connection means by mechanical contact comprise at least two annular electrically conductive tracks
et des frotteurs respectivement associés. and respectively associated wipers.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention Other features, objects and advantages of the present invention
apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en will appear on reading the detailed description which follows, and
regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels: - la figure 1 représente une vue schématique en coupe axiale d'un mode de réalisation conforme à la présente invention, et - les figures 2 et 3 représentent selon des vues similaires respectivement deux variantes de réalisation conformes à la présente invention. Sur les figures annexées, le haut de colonne de direction est référencé schématiquement 100, tandis que le volant est référencé look at the accompanying drawings, given by way of nonlimiting examples and in which: - Figure 1 shows a schematic view in axial section of an embodiment according to the present invention, and - Figures 2 and 3 show according to similar views respectively two alternative embodiments in accordance with the present invention. In the appended figures, the top of the steering column is referenced schematically 100, while the steering wheel is referenced
schématiquement 200.schematically 200.
La représentation schématique de ces deux éléments, haut de colonne 100 et volant 200, ainsi que des moyens de commutation illustrés The schematic representation of these two elements, top of column 100 and flywheel 200, as well as illustrated switching means
sur les figures annexées, n'est donnée qu'à titre d'exemple non limitatif. in the appended figures, is given only by way of nonlimiting example.
Comme on le voit sur la figure 1 annexée, pour la transmission d'énergie électrique à partir du haut de colonne de direction 100 vers le volant 200, il est prévu dans le cadre de la présente invention des moyens As can be seen in the appended FIG. 1, for the transmission of electrical energy from the top of the steering column 100 to the steering wheel 200, means are provided in the context of the present invention.
de liaison électrique par contact mécanique référencés 110, 210. of electrical connection by mechanical contact referenced 110, 210.
Les moyens 110 solidaires du haut de colonne de direction 100 sont formés de deux pistes 112, 114 concentriques annulaires, centrées sur l'axe de rotation O-O du volant 200 et situées dans un plan perpendiculaire The means 110 integral with the top of the steering column 100 are formed of two annular concentric tracks 112, 114, centered on the axis of rotation O-O of the flywheel 200 and located in a perpendicular plane
à celui-ci.to this one.
Ces deux pistes 112, 114 sont alimentées par le circuit électrique du véhicule schématisé en 120. La liaison entre les pistes 112, 114 et le circuit peut être réalisée par tout moyen approprié, par exemple à l'aide de These two tracks 112, 114 are supplied by the electric circuit of the vehicle shown diagrammatically at 120. The connection between the tracks 112, 114 and the circuit can be carried out by any suitable means, for example using
liaisons filaires 113,115.wired connections 113,115.
Les moyens 210 coopérant avec les pistes 112, 114 sont quant à eux solidaires du volant 200. Ils sont formés de deux frotteurs 212, 214 reposant par contact frottant respectivement sur les pistes 112, 114. Les deux frotteurs 212, 214 sont reliés par des liaisons 213, 215 à un dispositif 220 de stockage d'énergie solidaire du volant 200. L'élément de stockage The means 210 cooperating with the tracks 112, 114 are in turn secured to the flywheel 200. They are formed by two wipers 212, 214 resting by rubbing contact respectively on the tracks 112, 114. The two wipers 212, 214 are connected by connections 213, 215 to an energy storage device 220 secured to the flywheel 200. The storage element
220 peut être formé d'une capacité ou de tout moyen équivalent. 220 may be formed of a capacity or of any equivalent means.
L'énergie disponible dans le moyen de stockage 120 peut être utilisée pour l'alimentation de diverses fonctions électriques prévues sur le The energy available in the storage means 120 can be used to supply various electrical functions provided on the
volant qui seront décrites par la suite. steering wheel which will be described later.
L'homme de l'art comprendra aisément que la coopération définie entre les pistes 112, 114 et les frotteurs complémentaires 212, 214 permet une rotation relative entre le volant 200 et le haut de colonne 100 Those skilled in the art will readily understand that the cooperation defined between the tracks 112, 114 and the complementary friction shoes 212, 214 allows relative rotation between the flywheel 200 and the top of the column 100
supérieure à 360 sans interruption de la liaison électrique ainsi définie. greater than 360 without interruption of the electrical connection thus defined.
Comme on le voit sur la figure I annexée, dans le cadre de la présente invention, il est prévu en outre entre le haut de colonne 100 et le volant 200 des moyens additionnels de liaison électrique sans contact 130, 230 solidaires respectivement du haut de colonne 100 et du volant 200 pour assurer un transfert de signaux de commande à partir du haut de colonne 100 vers le volant 200 quelle que soit la position angulaire relative As can be seen in the attached FIG. I, in the context of the present invention, there is further provided between the top of the column 100 and the steering wheel 200 additional means of non-contact electrical connection 130, 230 secured respectively to the top of the column 100 and the flywheel 200 to ensure a transfer of control signals from the top of the column 100 to the flywheel 200 whatever the relative angular position
de ceux-ci.of these.
Plus précisément encore selon le mode de réalisation illustré sur la figure 1, les moyens 130 solidaires du haut de colonne fixe 100 sont formés d'un bobinage annulaire centré sur l'axe O-O et reliés par des liaisons 133, More precisely still according to the embodiment illustrated in FIG. 1, the means 130 integral with the top of the fixed column 100 are formed by an annular winding centered on the axis O-O and connected by links 133,
134 à un module électronique de traitement 140. 134 to an electronic processing module 140.
Par ailleurs, selon la variante illustrée sur la figure 1, les moyens complémentaires 230 liés au volant 200 sont selon la figure 1, (d'autres variantes de réalisation sont possibles et seront décrites par la suite), formés d'une sonde à effet Hall reliée par l'intermédiaire de liaisons 233, Furthermore, according to the variant illustrated in FIG. 1, the complementary means 230 linked to the flywheel 200 are according to FIG. 1, (other alternative embodiments are possible and will be described later), formed of an effect probe Hall connected via links 233,
234, à un module électronique de traitement 240 porté par le volant 200. 234, to an electronic processing module 240 carried by the steering wheel 200.
De préférence, ce module électronique de traitement 240 est associé à un voyant d'alerte 242 porté par le volant 200, le module de stockage d'énergie 220 est relié à au moins un initiateur 222 propre à mettre en oeuvre un coussin gonflable de sécurité, et un dispositif d'avertisseur sur volant 250 est relié aux lignes 213, 215 assurant la liaison entre les Preferably, this electronic processing module 240 is associated with an alert light 242 carried by the steering wheel 200, the energy storage module 220 is connected to at least one initiator 222 suitable for implementing an airbag , and a steering wheel warning device 250 is connected to lines 213, 215 ensuring the connection between the
frotteurs 212, 214 et le module de stockage 220. wipers 212, 214 and the storage module 220.
Lorsque le module électronique de traitement 140 lié à la colonne fixe de direction 100 détermine qu'il y a lieu de mettre en oeuvre le coussin gonflable de sécurité (ou toute fonction similaire liée au volant 200), le module 140 lié à la colonne alimente la bobine fixe 130. Celle-ci émet par When the electronic processing module 140 linked to the fixed steering column 100 determines that it is necessary to use the airbag (or any similar function linked to the steering wheel 200), the module 140 linked to the column supplies the fixed coil 130. This emits by
conséquent un champ magnétique détecté par la sonde à effet Hall 230. therefore a magnetic field detected by the Hall effect probe 230.
Celle-ci est alimentée par l'électronique de traitement 240 et le module de stockage d'énergie 220. L'électronique de traitement 240 solidaire du volant analyse les valeurs électriques du composant effet Hall 230 et en fonction du test peut alimenter le voyant d'alerte 242 en cas de détection de défaillance du circuit ou au contraire en cas de détection appropriée déclencher une commande d'alimentation de l'initiateur 222 par décharge de l'énergie stockée dans le module 220, pour ainsi mettre en oeuvre le This is supplied by the processing electronics 240 and the energy storage module 220. The processing electronics 240 integral with the steering wheel analyzes the electrical values of the Hall effect component 230 and, depending on the test, can supply the indicator light d alert 242 in the event of detection of a fault in the circuit or on the contrary in the event of appropriate detection triggering a power supply command to the initiator 222 by discharging the energy stored in the module 220, so as to implement the
coussin gonflable de sécurité.airbag.
L'homme de l'art comprendra que l'on dispose ainsi dans le cadre de la présente invention d'une fonction avertisseur et d'une réserve d'énergie pour le déclenchement du coussin de sécurité sans surconsommation d'énergie. On va maintenant décrire la variante de réalisation illustrée sur la figure 2. Celle-ci reprend de nombreux points illustrés sur la figure 1 et Those skilled in the art will understand that, in the context of the present invention, an alarm function and an energy reserve are thus available for triggering the airbag without overconsumption of energy. We will now describe the alternative embodiment illustrated in FIG. 2. This takes up many points illustrated in FIG. 1 and
décrits précédemment.described previously.
Cependant, la variante illustrée sur la figure 2 comprend des éléments additionnels permettant une transmission de signaux bidirectionnels d'une part à partir de la colonne de la direction 100 vers le volant 200 et d'autre part inversement à partir du volant 200 vers la colonne However, the variant illustrated in FIG. 2 includes additional elements allowing transmission of bidirectional signals on the one hand from the steering column 100 to the steering wheel 200 and on the other hand conversely from the steering wheel 200 to the column
de direction 100.direction 100.
On retrouve sur la figure 2: - sur la colonne de direction 100: deux pistes 112, 114 liées par des liaisons 113, 115 au module d'alimentation électrique du véhicule 120 et une bobine 130 reliée par des liaisons 113, 134 au module électronique de traitement 140, et - sur le volant 200: deux frotteurs 212, 214 coopérant respectivement avec les pistes 112, 114 et reliés par l'intermédiaire de liaisons 213, 215 à un module de stockage d'énergie 220, un module de traitement 240, au moins un initiateur 222 relié au module de stockage 220 Found in Figure 2: - on the steering column 100: two tracks 112, 114 linked by links 113, 115 to the vehicle power supply module 120 and a coil 130 connected by links 113, 134 to the electronic module 140, and - on the flywheel 200: two wipers 212, 214 respectively cooperating with the tracks 112, 114 and connected via links 213, 215 to an energy storage module 220, a processing module 240 , at least one initiator 222 connected to the storage module 220
et un avertisseur 250 relié aux liaisons 213, 215. and an alarm 250 connected to the links 213, 215.
En outre, on notera que selon la variante illustrée sur la figure 2, il est prévu des moyens auxiliaires de liaison électrique sans contact comprenant sur le volant 200 une bobine annulaire 260 centrée sur l'axe OO et reliée au module de traitement 240, et en regard sur le haut de colonne 100 une sonde à effet Hall 160 ou tout moyen équivalent apte à détecter les variations de champ magnétique générées par la bobine 260 In addition, it will be noted that according to the variant illustrated in FIG. 2, there is provided auxiliary contactless electrical connection means comprising on the flywheel 200 an annular coil 260 centered on the axis OO and connected to the processing module 240, and opposite the top of the column 100 a Hall effect probe 160 or any equivalent means capable of detecting the variations in magnetic field generated by the coil 260
lors d'une commande appropriée émanant du module de traitement 240. during an appropriate command from the processing module 240.
La variante illustrée sur la figure 2 permet notamment de décentraliser hors volant le témoin d'alerte correspondant au composant 242 illustré sur la figure 1. En effet, en cas de détection de défaillance du circuit, le module 240 peut, selon la variante de la figure 2, adresser un signal approprié au module de traitement 140 lié au haut de colonne 100 par l'intermédiaire de la bobine 260 et de la sonde à effet Hall 160 associée. Le système illustré sur la figure 2 permet également de transmettre des informations multiplexées à partir du volant 200 vers la colonne de The variant illustrated in FIG. 2 makes it possible in particular to decentralize the warning lamp corresponding to the component 242 illustrated in FIG. 1 without the steering wheel. In fact, in the event of detection of a circuit failure, the module 240 can, depending on the variant of the FIG. 2, send an appropriate signal to the processing module 140 linked to the top of the column 100 via the coil 260 and the associated Hall effect probe 160. The system illustrated in FIG. 2 also makes it possible to transmit multiplexed information from the steering wheel 200 to the column of
direction 100.direction 100.
En option, on peut prévoir en outre selon la figure 2 un ou plusieurs modules additionnels schématisés sous la référence 270 sur la figure 2 et regroupant différents organes de commande de fonctions auxiliaires telles qu'une commande de régulation et une commande de radio, une commande d'avertisseur spécifique, etc. de sorte que chaque activation de l'une de ces fonctions déclenche l'émission d'un signal adéquat par le module de traitement 240 adressé au haut de colonne 100, plus précisément le module 140, par l'intermédiaire de la bobine 260 et de la As an option, one can also provide, according to FIG. 2, one or more additional modules shown diagrammatically under the reference 270 in FIG. 2 and grouping together different control members for auxiliary functions such as a regulation command and a radio command, a command specific horn, etc. so that each activation of one of these functions triggers the emission of an adequate signal by the processing module 240 addressed to the top of the column 100, more precisely the module 140, via the coil 260 and the
sonde à effet Hall 160 associée.associated Hall 160 probe.
On va maintenant décrire la variante illustrée sur la figure 3. We will now describe the variant illustrated in FIG. 3.
Celle-ci reprend également de nombreux éléments illustrés et décrits précédemment en regard de la figure 1. On retrouve en effet également sur la figure 3: - sur le haut de colonne de direction 100: deux pistes 112, 114 liées par des liaisons 113,115 au circuit électrique du véhicule 120, et - sur le volant 200: deux frotteurs 212, 214 reposant respectivement contre les pistes 112, 114 et reliés à un module de stockage 220, un module de traitement 240, au moins un initiateur 222 et avertisseur volant 250. En outre, selon la variante illustrée sur la figure 3, pour permettre une transmission bidirectionnelle de signaux entre le module de traitement prévu sur le haut de colonne 100 et le module de traitement 240 prévu sur le volant 200, il est prévu deux bobines 180, 280 annulaires concentriques centrées sur l'axe O-O, en relation d'échange magnétique, et reliées respectivement pour la bobine 180 au module de traitement 140 et pour la It also includes many elements illustrated and described above with reference to FIG. 1. In fact, we also find in FIG. 3: - on the top of the steering column 100: two tracks 112, 114 linked by links 113, 115 to the electrical circuit of the vehicle 120, and - on the steering wheel 200: two wipers 212, 214 resting respectively against the tracks 112, 114 and connected to a storage module 220, a processing module 240, at least one initiator 222 and steering wheel warning device 250 In addition, according to the variant illustrated in FIG. 3, to allow bidirectional transmission of signals between the processing module provided on the top of the column 100 and the processing module 240 provided on the flywheel 200, two coils 180 are provided. , 280 concentric annulars centered on the axis OO, in magnetic exchange relationship, and connected respectively for the coil 180 to the processing module 140 and for the
bobine 280 au module de traitement 240. coil 280 to processing module 240.
De préférence, ces bobines 180, 280 sont placées dans une cage formée par des moyens liés respectivement au haut de colonne 100 et au volant 200 pour éviter toute influence externe perturbatrice des bobines. Il en est de même pour les couples bobine 130-sonde à effet Hall 230 et bobine 260sonde 260 illustrés et décrits précédemment pour les autres Preferably, these coils 180, 280 are placed in a cage formed by means linked respectively to the top of the column 100 and to the flywheel 200 to avoid any disturbing external influence from the coils. It is the same for the coil 130-Hall effect probe 230 and coil 260sonde 260 illustrated and described previously for the others.
variantes de réalisation.variant embodiments.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrit mais s'étend à toute variante conforme Of course, the present invention is not limited to the embodiments which have just been described but extends to any variant conforming
à son esprit.to his mind.
L'homme de l'art comprendra que la structure proposée dans le cadre de la présente invention offre de nombreux avantages par rapport Those skilled in the art will understand that the structure proposed in the context of the present invention offers numerous advantages over
aux systèmes antérieurs connus.to known prior systems.
En particulier, l'alimentation des modules prévus sur le volant 200 à l'aide des frotteurs 212, 214 associés à un module de stockage permet d'assurer une alimentation électrique de ces modules en toute sécurité sans risque de microcoupure. Par ailleurs, I'utilisation de moyens de transmission sans contact pour assurer la transmission des signaux de commande, par combinaison d'une bobine et d'une sonde à effet Hall ou de deux bobines permet là encore d'éviter toute microcoupure. La structure conforme à la présente invention s'avère simple, In particular, the supply of the modules provided on the flywheel 200 using the wipers 212, 214 associated with a storage module makes it possible to ensure an electrical supply of these modules in complete safety without risk of micro-interruption. Furthermore, the use of contactless transmission means to ensure the transmission of the control signals, by combining a coil and a Hall effect probe or two coils again makes it possible to avoid any blackout. The structure according to the present invention turns out to be simple,
comportant peu de pièces et ne nécessitant pas de technologie particulière. with few parts and requiring no special technology.
Le système conforme à l'invention peut s'adapter aisément aux architectures classiques de coussin gonflable de sécurité. En outre, la présente invention permet de préserver les fonctions avertisseur opérationnelles, y compris en position coupée du contact véhicule, n'entraîne aucune dépense d'énergie contact coupé, permet une parfaite adaptation dans les volumes actuels, n'entraîne aucune limitation quant au nombre de tours autorisés pour le volant et permet une parfaite intégration The system according to the invention can easily be adapted to conventional architectures of an airbag. In addition, the present invention makes it possible to preserve the operational warning functions, including in the off position of the vehicle contact, does not entail any expenditure of energy with the ignition off, allows perfect adaptation to current volumes, does not entail any limitation as to number of turns allowed for the steering wheel and allows perfect integration
avec un capteur d'angle.with an angle sensor.
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| FR (1) | FR2812259B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR2969873A1 (en) * | 2010-12-22 | 2012-06-29 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Analysis device for e.g. element function control assembly in steering column of car, has filtering unit allowing assembly to only communicate messages obtained from communication network and intended to determined address, to control unit |
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2000
- 2000-07-31 FR FR0010056A patent/FR2812259B1/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| FR2812259B1 (en) | 2003-05-16 |
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