FR3060506A1 - Colonne de direction pour vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une colonne de direction (10a) pour véhicule automobile, comprenant : - un corps de colonne (11) fixe globalement tubulaire s'étendant autour d'un axe de colonne (12), - un arbre de direction (13) monté en rotation dans le corps de colonne (11) autour de l'axe de colonne (12) et destiné à être commandé en rotation par un volant (15) du véhicule automobile, l'arbre de direction (13) et le corps de colonne (11) comprenant des moyens de correction (21, 22, 27) coopérant ensemble et configurés pour appliquer sur l'arbre de direction (13) un couple correctif (C') non nul autour de l'axe de colonne (12), lorsque l'arbre de direction (13) est dans une position angulaire par rapport au corps de colonne (11), dite de ligne droite, dans laquelle le véhicule automobile roule en ligne droite, de sorte à corriger une déviation du véhicule automobile due à un dévers d'une route.
Description
DOMAINE TECHNIQUE
L’invention concerne une colonne de direction pour véhicule automobile. Plus précisément, l’invention concerne une colonne de direction pour corriger la déviation d’un véhicule automobile due au dévers d’une route en ligne droite.
ETAT DE L’ART
De manière classique, les routes présentent du dévers. On appelle « dévers », l’angle formé entre la projection de la normale à la route sur un plan vertical perpendiculaire à la route d’une part, et la verticale d’autre part. Le dévers est par exemple de 2%, soit un peu plus d’1 °.
Or, lorsque les véhicules automobiles roulent en ligne droite sur une route présentant du dévers, ils ont tendance à dévier pour aller vers le bas du dévers, c’est-à-dire vers la droite en cas de roulage à droite du véhicule automobile et vers la gauche en cas de roulage à gauche du véhicule automobile.
Ainsi, en ligne droite, le conducteur doit de lui-même appliquer un couple correctif à la colonne de direction, via le volant du véhicule automobile, pour entraîner le braquage des roues du véhicule automobile et permettre à ce dernier de rouler droit.
On comprendra cependant que cela est particulièrement contraignant pour le conducteur qui se retrouve à appliquer un couple à la colonne de direction, via le volant du véhicule automobile, aussi bien en ligne droite que dans les virages.
Pour éviter cela, il est connu de corriger la déviation du véhicule automobile due au dévers directement via une conception spécifique des pneumatiques des roues. Cependant, la plupart des pneumatiques corrigent le dévers en cas de roulage à droite, de sorte qu’ils empirent la situation en cas de roulage à gauche.
Il a en outre été proposé de corriger la déviation du véhicule automobile due au dévers via une conception adaptée de jambes de force de la suspension avant du véhicule automobile. Un tel exemple de jambes de force de suspension avant est décrit dans le document FR 2 934 968 A1. Cependant, une telle solution nécessite de prévoir une conception adaptée pour chaque côté de roulage, à savoir pour le roulage à droite d’une part et pour le roulage à gauche d’autre part. Il est en outre nécessaire de prévoir une conception adaptée pour chaque modèle de véhicule automobile. Ainsi, cette solution nécessite de produire une très grande diversité de pièces ce qui n’est industriellement pas avantageux.
Une autre solution connue consiste à appliquer un couple correctif à la colonne de direction du véhicule automobile par l’intermédiaire d’une Direction Assistée Electrique ou « DAE >>. Pour cela, la DAE comprend un moteur électrique qui applique le couple correctif sur la colonne de direction ou un pignon qui est installé à l’extrémité de la colonne de direction opposée au volant et qui coopère avec une crémaillère qui, entraînée en translation par le pignon, permet elle-même d’entraîner le braquage des roues du véhicule automobile. Or, l’utilisation de la DAE entraîne une consommation énergétique et a un impact négatif sur le bilan carbone du véhicule automobile.
PRESENTATION DE L’INVENTION
La présente invention a pour but de pallier les inconvénients précédemment cités, notamment en proposant une colonne de direction pour véhicule automobile comprenant un corps de colonne tubulaire dans lequel un arbre de direction est monté en rotation, le corps de colonne et l’arbre de direction comprenant des moyens de correction configurés pour appliquer sur l’arbre de direction un couple correctif non nul, lorsque le véhicule automobile roule en ligne droite.
Plus précisément, la présente invention a pour objet une colonne de direction pour véhicule automobile, comprenant :
- un corps de colonne fixe globalement tubulaire s’étendant autour d’un axe de colonne,
- un arbre de direction monté en rotation dans le corps de colonne autour de l’axe de colonne et destiné à être commandé en rotation par un volant du véhicule automobile, l’arbre de direction et le corps de colonne comprenant des moyens de correction coopérant ensemble et configurés pour appliquer sur l’arbre de direction un couple correctif non nul autour de l’axe de colonne, lorsque l’arbre de direction est dans une position angulaire, par rapport au corps de colonne, dite de ligne droite, dans laquelle le véhicule automobile roule en ligne droite, de sorte à corriger une déviation du véhicule automobile due au dévers d’une route.
Selon différents modes de réalisation de l’invention, qui pourront être pris ensemble ou séparément :
- les moyens de correction comprennent en outre des moyens configurés pour modifier une intensité du couple correctif appliqué sur l’arbre de direction autour de l’axe de colonne, lorsque l’arbre de direction est dans la position angulaire de ligne droite ;
- les moyens de correction sont des moyens magnétiques ;
- les moyens de correction comprennent :
o un premier aimant monté solidaire en rotation avec l’arbre de direction, le premier aimant comprenant une première surface externe s’étendant sur un secteur angulaire autour de l’axe de colonne et agencée radialement en regard du corps de colonne, la première surface étant d’un premier pôle magnétique, o un deuxième aimant monté solidaire en rotation avec le corps de colonne, le deuxième aimant comprenant une première surface interne s’étendant sur un secteur angulaire autour de l’axe de colonne et agencée radialement en regard de l’arbre de direction, la première surface étant d’un deuxième pôle magnétique opposé au premier pôle magnétique, la première surface du premier aimant et la première surface du deuxième aimant étant décalées angulairement l’une par rapport à l’autre autour de l’axe de colonne, lorsque l’arbre de direction est dans la position angulaire de ligne droite ;
- les moyens de correction comprennent un troisième aimant fixe monté solidairement sur le corps de colonne, le troisième aimant comprenant une première surface interne s’étendant sur un secteur angulaire autour de l’axe de colonne et agencée radialement en regard de l’arbre de direction, la première surface étant du premier pôle magnétique, la première surface du premier aimant et la première surface du troisième aimant étant décalées angulairement l’une par rapport à l’autre autour de l’axe de colonne, lorsque l’arbre de direction est dans la position angulaire de ligne droite ;
- les moyens de correction comprennent un quatrième aimant monté solidaire en rotation avec l’arbre de direction, le quatrième aimant comprenant une première surface externe s’étendant sur un secteur angulaire autour de l’axe de colonne et agencée radialement en regard du corps de colonne, la première surface étant d’un deuxième pôle magnétique, opposé au premier pôle, la première surface du quatrième aimant et la première surface du troisième aimant et/ou du deuxième aimant étant décalées angulairement l’une par rapport à l’autre autour de l’axe de colonne, lorsque l’arbre de direction est dans la position angulaire de ligne droite ;
- la colonne de direction comprend en outre des moyens configurés pour déplacer en translation selon l’axe de colonne le premier aimant par rapport au deuxième et/ou au troisième aimant ;
- les moyens de correction sont des moyens mécaniques ;
- les moyens de correction comprennent :
o une came montée solidaire en rotation avec l’arbre de direction et définissant autour de l’axe de colonne une surface de came, o un culbuteur monté pivotant sur le corps de colonne autour d’un axe de rotation fixe parallèle à l’axe de colonne, le culbuteur comprenant un roulement destiné à rouler sur la surface de came et des moyens de rappel élastique configurés pour maintenir en contact le roulement avec la surface de came, en entraînant en rotation le culbuteur autour de l’axe de rotation, la came et le culbuteur étant configurés pour que le roulement du culbuteur applique sur la surface de came un effort non nul générant autour de l’axe de colonne un couple correctif non nul autour de l’axe de colonne, lorsque l’arbre de direction est en position angulaire de ligne droite ;
- la came présente une section transversale par rapport à l’axe de colonne de forme ovale ;
- la section transversale de la came est excentrée par rapport à l’axe de colonne ;
- la came présente une forme tronconique suivant l’axe de colonne ;
- la colonne de direction comprend en outre des moyens configurés pour déplacer en translation selon l’axe de colonne le culbuteur par rapport à la came.
La présente invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant une colonne de direction telle que précédemment décrite.
PRESENTATION DES DESSINS
L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, d'au moins un mode de réalisation de l’invention donné à titre d’exemple purement illustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique d’une colonne de direction selon un mode de réalisation de l’invention,
- les figures 2a, 2b et 2c sont des vues schématiques, en coupe transversale, d’une colonne de direction selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
- les figures 3a et 3b sont des vues schématiques, en coupe transversale, d’une colonne de direction selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
DESCRIPTION DETAILLEE
La figure 1 montre une colonne de direction 10a, 10b pour véhicule automobile (non représenté) selon un mode de réalisation de l’invention.
On définit à titre préliminaire un repère orthogonal comprenant une direction d’extension principale longitudinale X suivant laquelle le véhicule automobile s’étend, une direction transversale Y et une direction verticale Z.
La colonne de direction 10a, 10b comprend un corps de colonne 11 fixe, globalement tubulaire, s’étendant autour d’un axe de colonne 12 et un arbre de direction 13 monté en rotation dans le corps de colonne 11 autour de l’axe de colonne 12. Ainsi, le corps de colonne 11 guide l’arbre de direction 13 en rotation autour de l’axe de colonne 12. On entend par « tubulaire », le fait que le corps de colonne 11 présente une forme globalement cylindrique creuse s’étendant autour de l’axe de colonne 12, à section transversale quelconque, par exemple parallélépipédique ou circulaire.
L’arbre de direction 13 est relié, par une première extrémité, à un volant 15 par l’intermédiaire duquel un conducteur applique sur l’arbre de direction 13 un couple C autour de l’axe de colonne 12.
L’arbre de direction 13 est en outre relié, par une deuxième extrémité 16, opposée à la première extrémité, à un boîtier de direction 17. Le boîtier de direction 17 comprend par exemple un pignon relié à la deuxième extrémité 16 de l’arbre de direction 13 et une crémaillère qui est entraînée en translation suivant la direction transversale Y, de sorte à entraîner elle-même le braquage des roues R du véhicule automobile, c’est-à-dire le pivotement des roues R autour de la direction verticale Z.
L’arbre de direction 13 et le corps de colonne 11 comprennent en outre des moyens de correction 21,22, 27 ; 31,33, 35 coopérant ensemble et configurés pour appliquer sur l’arbre de direction 13 un couple correctif C’ non nul autour de l’axe de colonne 12, lorsque l’arbre de direction 13 est dans une position angulaire, par rapport au corps de colonne 11, dite de ligne droite, dans laquelle le véhicule automobile roule en ligne droite (figures 2a, 2b, 3a, 3b). Le couple correctif C’ permet ainsi de corriger une déviation du véhicule automobile due au dévers d’une route. On notera que lorsque l’arbre de direction 13 est dans la position angulaire de ligne droite, le conducteur n’applique aucun couple à l’arbre de direction 13, via le volant 15.
Les figures 2a à 2c montrent une colonne de direction 10a selon un premier mode de réalisation de l’invention dans lequel les moyens de correction sont des moyens magnétiques 21, 22, 27, 40 coopérant ensemble et configurés pour appliquer sur l’arbre de direction 13 le couple correctif C’ autour de l’axe de colonne 12, lorsque l’arbre de direction 13 est dans la position angulaire de ligne droite. Le couple correctif C’ appliqué par les moyens magnétiques 21,22, 27, 40 permet ainsi de corriger une déviation du véhicule automobile due au dévers d’une route. La figure 2a correspond à une configuration de la colonne de direction 10a pour un véhicule automobile prévu pour rouler à droite, tandis que la figure 2b correspond à une configuration de la colonne de direction 10a pour un véhicule automobile prévu pour rouler à gauche. La figure 2c correspond à une variante de configuration de la colonne de direction 10a pour un véhicule automobile prévu pour rouler à droite.
Les moyens de correction comprennent par exemple un premier aimant 21 monté solidaire en rotation avec l’arbre de direction 13 et un deuxième aimant 22 fixe monté solidairement sur le corps de colonne 11.
Le premier aimant 21 comprend une première surface 23 externe s’étendant sur un secteur angulaire autour de l’axe de colonne 12 et agencée radialement en regard du corps de colonne 11.
La première surface 23 du premier aimant 21 est d’un premier pôle magnétique P1.
La première surface 23 du premier aimant 21 s’étend par exemple sur un secteur angulaire autour de l’axe de colonne 12 compris entre 120 et 200°, de préférence sensiblement égal à 180°.
La première surface 23 du premier aimant 21 est par exemple concentrique par rapport à l’arbre de direction 13 et au corps de colonne 11. Autrement dit, la première surface 23 du premier aimant 21 présente par exemple la forme d’une surface latérale d'une portion de cylindre s’étendant autour de l’axe de colonne 12, de préférence d’une portion de cylindre de révolution.
Le premier aimant 21 peut en outre comprendre une deuxième surface 24 interne par l’intermédiaire de laquelle le premier aimant 21 est assemblé à l’arbre de direction 13. Pour cela, la deuxième surface 24 est par exemple de forme complémentaire avec la surface latérale de l’arbre de direction 13, notamment pour être collée à ladite surface latérale de l’arbre de direction 13.
Le premier aimant 21 présente préférentiellement la forme d’une portion de tube, notamment d’un demi-tube, la première surface 23 correspondant à la surface extérieure de ladite portion de tube et la deuxième surface 24 correspond à la surface intérieure de ladite portion de tube.
La deuxième surface 24 du premier aimant 21 est par exemple d’un deuxième pôle magnétique P2, opposé au premier pôle magnétique P1.
Le deuxième aimant 22 comprend une première surface 25 interne s’étendant sur un secteur angulaire autour de l’axe de colonne 12 et agencée radialement en regard de l’arbre de direction 13.
La première surface 25 est du deuxième pôle magnétique P2.
La première surface 25 du deuxième aimant 22 s’étend par exemple sur un secteur angulaire autour de l’axe de colonne 12 comprise entre 90 et 180°.
La première surface 25 du deuxième aimant 22 est par exemple concentrique par rapport à l’arbre de direction 13 et au corps de colonne 11. Autrement dit, la première surface 25 du deuxième aimant 22 présente par exemple la forme de la surface intérieure d'une portion de tube s’étendant autour de l’axe de colonne 12.
Le deuxième aimant 22 comprend une deuxième surface 26 externe par l’intermédiaire de laquelle le deuxième aimant 22 est assemblé au corps de colonne
11. Pour cela, la deuxième surface 26 est par exemple de forme complémentaire avec la surface intérieure du corps de colonne 11 et est collée à ladite surface intérieure du corps de colonne 11.
Le deuxième aimant 22 présente préférentiellement la forme d’une portion de tube, la première surface 25 correspondant à la surface intérieure de ladite portion de tube et la deuxième surface 26 correspondant à la surface extérieure de ladite portion de tube.
La deuxième surface 26 du deuxième aimant 22 est par exemple du premier pôle magnétique P1.
La première surface 23 du premier aimant 21 et la première surface 25 du deuxième aimant 22 sont en outre décalées angulairement l’une par rapport à l’autre autour de l’axe de colonne 12, lorsque l’arbre de direction 13 est dans la position angulaire de ligne droite. On entend par « décalées angulairement », le fait que la bissectrice du secteur angulaire du premier aimant 21 d’une part, et la bissectrice du secteur angulaire du deuxième aimant 22 d’autre part, forment ensemble un angle compris entre 50° et 130°, préférentiellement de 901.
De cette manière, lorsque le véhicule automobile roule en ligne droite, la première surface 23 du premier aimant 21 et la première surface 25 du deuxième aimant 22 tendent à se rapprocher l’une de l’autre par attraction magnétique, ces dernières étant de pôles magnétiques opposées P1, P2. Ainsi, lorsque le véhicule automobile roule en ligne droite, l’attraction magnétique qu’exerce la première surface 25 du deuxième aimant 23 sur la première surface 23 du premier aimant 21 tend à faire pivoter l’arbre de direction 13 de sorte à aligner angulairement les premières surfaces 23, 25 des premier et deuxième aimants 21, 22, et permet de cette façon d’appliquer un couple correctif C’ audit arbre de direction 13.
Les moyens de correction peuvent en outre comprendre un troisième aimant 27 fixe monté solidairement sur le corps de colonne 11.
Le troisième aimant 27 comprend une première surface 28 interne s’étendant sur un secteur angulaire autour de l’axe de colonne 12 et agencée radialement en regard de l’arbre de direction 13. La première surface 28 est du premier pôle magnétique P1.
Le secteur angulaire de la première surface 28 du troisième aimant 27 est distinct de celui de la première surface 25 du deuxième aimant 22. Autrement dit, les secteurs angulaires des premières surfaces 28, 25 du troisième et du deuxième aimants 27, 22 ne se chevauchent pas.
La première surface 28 du troisième aimant 27 s’étend par exemple sur un secteur angulaire autour de l’axe de colonne 12 compris entre 90 et 180°.
La première surface 28 du troisième aimant 27 est par exemple concentrique par rapport à l’arbre de direction 13 et au corps de colonne 11. Autrement dit, la première surface 28 du troisième aimant 27 présente par exemple la forme de la surface intérieure d'une portion de tube s’étendant autour de l’axe de colonne 12.
Le troisième aimant 27 comprend une deuxième surface 29 externe par l’intermédiaire de laquelle le troisième aimant 27 est assemblé au corps de colonne
11. Pour cela, la deuxième surface 29 est par exemple de forme complémentaire avec la surface intérieure du corps de colonne 11, notamment pour être collée à ladite surface intérieure du corps de colonne 11.
Le troisième aimant 27 peut ainsi présenter la forme d’une portion de tube, la première surface 28 correspondant à la surface intérieure de ladite portion de tube et la deuxième surface 29 correspondant à la surface extérieure de ladite portion de tube.
La deuxième surface 29 du troisième aimant 27 est par exemple du deuxième pôle magnétique P2.
Le troisième aimant 27 est par exemple agencé de manière diamétralement opposé par rapport au deuxième aimant 22.
La première surface 23 du premier aimant 21 et la première surface 28 du troisième aimant 27 sont en outre décalées angulairement l’une par rapport à l’autre autour de l’axe de colonne 12, lorsque l’arbre de direction 13 est dans la position angulaire de ligne droite. On entend par « décalées angulairement », le fait que la bissectrice du secteur angulaire du premier aimant 21 d’une part, et la bissectrice du secteur angulaire du troisième aimant 27 d’autre part, forment ensemble un angle compris entre 50° et 130°, préférentiellement de 901.
De cette manière, lorsque le véhicule automobile roule en ligne droite, la première surface 23 du premier aimant 21 et la première surface 28 du troisième aimant 27 tendent à s’écarter l’une de l’autre du fait que ces dernières sont de même pôle magnétique P1. Ainsi, lorsque le véhicule automobile roule en ligne droite, la répulsion magnétique qu’exerce la première surface 28 du troisième aimant 27 sur la première surface 23 du premier aimant 21 tend à faire pivoter l’arbre de direction 13 de sorte à éloigner les premières surfaces 23, 28 des premier et troisième aimants 21, 27 et à rapprocher au contraire les premières surfaces 23, 25 des premier et deuxième aimants 21,22, et permet de cette façon d’appliquer un couple correctif C’ audit arbre de direction 13. Le couple correctif C’ est ainsi d’intensité plus élevée qu’avec le premier et le deuxième aimants 21,22 seuls.
En variante, les moyens de correction peuvent ne comprendre que les premier et troisième aimants 21,27. Dans cette variante, la disposition du premier aimant 21 par rapport au troisième aimant 27, décrite en référence aux figures 2a et 2b, reste inchangée.
On comprendra que dans le cas d’un véhicule automobile prévu pour rouler à droite, le deuxième aimant 22 et le cas échéant le troisième aimant 27 seront agencés par rapport au premier aimant 21 de sorte à appliquer à l’arbre de direction 13 un couple correctif C’ qui aura tendance à faire braquer les roues du véhicules automobiles vers la gauche, lorsque l’arbre de direction 13 est dans la position angulaire de ligne droite. En d’autres termes, le couple correctif C’ sera dans ce cas orienté dans le sens antihoraire ou trigonométrique (figure 2a). A l’inverse, dans le cas d’un véhicule automobile prévu pour rouler à gauche, le deuxième aimant 22 et le cas échéant le troisième aimant 27 seront agencés par rapport au premier aimant 21 de sorte à appliquer à l’arbre de direction 13 un couple correctif C’ qui aura tendance à faire braquer les roues du véhicule automobile vers la droite, lorsque l’arbre de direction 13 est dans la position angulaire de ligne droite. En d’autres termes, le couple correctif C’ sera dans ce cas orienté dans le sens horaire ou sens anti-trigonométrique (figure 2b). La figure 2a correspond donc bien à une configuration de la colonne de direction 10a pour un véhicule automobile prévu pour rouler à droite, tandis que la figure 2b correspond bien à une configuration de la colonne de direction 10a pour un véhicule automobile prévu pour rouler à gauche.
Ainsi, la colonne de direction 10a selon le premier mode de réalisation est facilement adaptable au cas de roulage à droite (figure 2a) et au cas de roulage à gauche (figure 2b). En effet, il suffit par exemple de changer le positionnement angulaire du premier aimant 21 par rapport au deuxième et/ou au troisième aimants 22, 27, notamment en le pivotant de 180° autour de l’axe de colonne 12 (figures 2a et 2b), ou de changer le positionnement angulaire du deuxième ou du troisième aimant 22, 27 par rapport au premier aimant 21, notamment en le pivotant de 180° autour de l’axe de colonne 12 ou encore d’inverser la position des deuxième et troisième aimants 22, 27, lorsque l’arbre de direction 13 est dans la position angulaire de ligne droite, pour modifier l’orientation du couple correctif C’. Autrement dit, il est aisé de passer de l’un à l’autre des cas de roulage sans diversité de pièces, mais simplement en adaptant l’agencement des aimants 21,22, 27, 40 entre eux. En outre, cette solution est simple à adapter à différents modèles de véhicule automobile.
Selon une variante de réalisation illustrée à la figure 2c, les moyens de correction peuvent en outre comprendre un quatrième aimant 40 monté solidaire en rotation avec l’arbre de direction 13.
Le quatrième aimant 40 comprend une première surface 41 externe s’étendant sur un secteur angulaire autour de l’axe de colonne 12 et agencée radialement en regard du corps de colonne 11. La première surface 41 du quatrième aimant 40 est du deuxième pôle magnétique P2.
Le secteur angulaire de la première surface 41 du quatrième aimant 40 est distinct de celui de la première surface 23 du premier aimant 21. Autrement dit, les secteurs angulaires des premières surfaces 41, 23 du quatrième et du premier aimants 40, 21 ne se chevauchent pas.
La première surface 41 du quatrième aimant 40 s’étend par exemple sur un secteur angulaire autour de l’axe de colonne 12 compris entre 90 et 180°.
La première surface 41 du quatrième aimant 40 est par exemple concentrique par rapport à l’arbre de direction 13 et au corps de colonne 11. Autrement dit, la première surface 41 du quatrième aimant 40 présente par exemple la forme d’une surface latérale d'une portion de cylindre s’étendant autour de l’axe de colonne 12, de préférence d’une portion de cylindre de révolution.
Le quatrième aimant 40 comprend une deuxième surface 42 interne par l’intermédiaire de laquelle le quatrième aimant 40 est assemblé à l’arbre de direction
13. Pour cela, la deuxième surface 42 est par exemple de forme complémentaire avec la surface latérale de l’arbre de direction 13, notamment pour être collée à ladite surface latérale de l’arbre de direction 13.
Le quatrième aimant 40 présente la forme d’une portion de tube, notamment d’un demi-tube, la première surface 41 correspondant à la surface extérieure de ladite portion de tube et la deuxième surface 42 correspond à la surface intérieure de ladite portion de tube.
La deuxième surface 42 du quatrième aimant 40 est par exemple du premier pôle magnétique P1.
Le quatrième aimant 40 est par exemple agencé de manière diamétralement opposé par rapport au premier aimant 21.
La première surface 41 du quatrième aimant 40 est en outre décalée angulairement autour de l’axe de colonne 12 par rapport à la première surface 25 du deuxième aimant 22 et à la première surface 28 du troisième aimant 27. On entend par « décalées angulairement », le fait que la bissectrice du secteur angulaire du quatrième aimant 40 d’une part, et la bissectrice du secteur angulaire du deuxième aimant 22 ou du troisième aimant 27 d’autre part, forment ensemble un angle compris entre 50° et 130°, préférentiellement de 901.
De cette manière, lorsque le véhicule automobile roule en ligne droite, la première surface 41 du quatrième aimant 40 et la première surface 28 du troisième aimant 27 tendent à se rapprocher l’une de l’autre par attraction magnétique, ces dernières étant de pôles magnétiques opposées P2, P1. A l’inverse, la première surface 41 du quatrième aimant 40 et la première surface 25 du deuxième aimant 22 tendent à s’écarter l’une de l’autre du fait que ces dernières sont de même pôle magnétique P2. Ainsi, lorsque le véhicule automobile roule en ligne droite, l’action du quatrième aimant 40 sur les deuxième et troisième aimants 22, 27 vient suppléer l’action du premier aimant 21. Le quatrième aimant 40 et le premier aimant 21 tendent ensemble à faire pivoter l’arbre de direction 13 de sorte à éloigner les premières surfaces 41, 25 des quatrième et deuxième aimants 40, 22 d’une part et les premières surfaces 23, 28 des premier et troisième aimants 21,27 d’autre part et à rapprocher au contraire les premières surfaces 41, 28 des quatrième et troisième aimants 40, 27 d’une part et les premières surfaces 23, 25 des premier et deuxième aimants 21, 22 d’autre part. Ils permettent de cette façon d’appliquer un couple correctif C’ à l’arbre de direction 13. Le couple correctif C’ est ainsi d’intensité plus élevée qu’avec le premier et le deuxième aimants 21, 22 seuls ou le premier et le troisième aimants 21,27 seuls ou le premier, le deuxième et le troisième aimants 21, 22, 27 seuls.
En variante, les moyens de correction peuvent ne comprendre que les quatrième et deuxième aimants 40, 22 ou encore que les quatrième et troisième aimants 40, 27 ou encore que les quatrième, deuxième et troisième aimants 40, 22, 27. Dans ces variantes, la disposition du quatrième aimant 40 par rapport au deuxième et/ou au troisième aimants 22, 27, décrite en référence à la figure 2c, reste inchangée.
Les moyens magnétiques de correction 21, 22, 27, 40 peuvent en outre comprendre des moyens (non représentés) configurés pour modifier une intensité du couple correctif C’ appliqué sur l’arbre de direction 13 autour de l’axe de colonne 12, lorsque l’arbre de direction 13 est dans la position angulaire de ligne droite. Il s’agit ainsi d’une correction mécanique variable.
Pour cela, les moyens de correction 21,22, 27, 40 comprennent par exemple des moyens (non représentés) configurés pour déplacer en translation selon l’axe de colonne 12 le premier aimant 21 et/ou le quatrième aimant 40 par rapport au deuxième et/ou au troisième aimant 22, 27. Il est ainsi possible de faire varier l’intensité du couple correctif C’ appliqué à l’arbre de direction 13, lorsque l’arbre de direction 13 est dans la position angulaire de ligne droite. Par exemple, plus le premier aimant 21 est éloigné du deuxième et/ou du troisième aimant 22, 27 selon l’axe de colonne 12, plus l’attraction magnétique entre le premier et le deuxième aimants 21,22 et/ou la répulsion magnétique entre le premier et le troisième aimants 21, 27 seront faibles et donc plus l’intensité du couple correctif C’ sera également faible. Au contraire, plus le premier aimant 21 est proche du deuxième et/ou du troisième aimant 22, 27 selon l’axe de colonne 12, plus l’attraction magnétique entre le premier et le deuxième aimants 21, 22 et/ou la répulsion magnétique entre le premier et le troisième aimants 21,27 seront fortes et donc plus l’intensité du couple correctif C’ sera également élevée.
Les figures 3a et 3b montrent une colonne de direction 10b selon un deuxième mode de réalisation de l’invention dans lequel les moyens de correction sont des moyens mécaniques 31,33, 35 coopérant ensemble et configurés pour appliquer sur l’arbre de direction 13 le couple correctif C’ autour de l’axe de colonne 12, lorsque l’arbre de direction 13 est dans la position angulaire de ligne droite. Le couple correctif C’ appliqué par les moyens mécaniques 31,33, 35 permet ainsi de corriger une déviation du véhicule automobile due au dévers d’une route. La figure 3a correspond à une configuration de la colonne de direction 10b pour un véhicule automobile prévu pour rouler à droite, tandis que la figure 3b correspond à une configuration de la colonne de direction 10b pour un véhicule automobile prévu pour rouler à gauche.
Les moyens de correction comprennent par exemple une came 31 montée solidaire en rotation avec l’arbre de direction 13 et définissant une surface de came 32 autour de l’axe de colonne 12.
Les moyens de correction comprennent en outre un culbuteur 33 monté pivotant sur le corps de colonne 11 autour d’un axe de rotation 34 fixe parallèle à l’axe de colonne 12. Le culbuteur 33 comprend un roulement 35 destiné à rouler sur la surface de came 32 et des moyens de rappel élastique 36 configurés pour maintenir en contact le roulement 35 et la surface de came 32, en entraînant en rotation le culbuteur 33 autour de l’axe de rotation 34. Les moyens de rappel élastique 36 comprennent par exemple un ressort à compression monté entre le corps de colonne 11 et le culbuteur 33.
La came 31 et le culbuteur 33 sont en outre configurés pour que le roulement 35 du culbuteur 33 applique sur la surface de came 32 un effort F’ non nul générant autour de l’axe de colonne 12 un couple correctif C’ non nul, lorsque l’arbre de direction 13 est en position angulaire de ligne droite. On comprendra en particulier que l’effort F’ appliqué par le roulement 35 du culbuteur 33 sur la surface de came 32, à distance de l’axe de colonne 12, induit un couple correctif C’ autour dudit axe de colonne 12.
On comprendra en outre que dans le cas d’un véhicule automobile prévu pour rouler à droite, la came 31 et le culbuteur 33 seront configurés pour que le roulement 35 du culbuteur 33 applique à la surface de came 32 un effort F’ générant un couple correctif C’ qui aura tendance à faire braquer les roues du véhicules automobiles vers la gauche. En d’autres termes, le couple correctif C’ sera dans ce cas orienté dans le sens antihoraire ou trigonométrique (figure 3a). A l’inverse, dans le cas d’un véhicule automobile prévu pour rouler à gauche, le couple correctif C’ appliqué par le roulement 35 du culbuteur 33 aura tendance à faire braquer les roues du véhicule automobile vers la droite. En d’autres termes, le couple correctif C’ sera dans ce cas orienté dans le sens horaire ou sens anti-trigonométrique (figure 3b). La figure 3a correspond donc bien à une configuration de la colonne de direction 10b pour un véhicule automobile prévu pour rouler à droite, tandis que la figure 3b correspond bien à une configuration de la colonne de direction 10b pour un véhicule automobile prévu pour rouler à gauche.
Ainsi, la colonne de direction 10b selon le deuxième mode de réalisation est facilement adaptable au cas de roulage à droite (figure 3a) et au cas de roulage à gauche (figure 3b). En effet, il suffit par exemple de modifier la surface de came 32 (figures 3a et 3b) ou de changer le sens de rotation imposé par les moyens de rappel élastique 36 au culbuteur 33, lorsque l’arbre de direction 13 est dans la position angulaire de ligne droite, pour modifier l’orientation du couple correctif C’. Autrement dit, il est aisé de passer de l’un à l’autre des cas de roulage sans diversité de pièces, mais simplement en adaptant par exemple l’agencement de la came 31, du culbuteur 33 et des roulements 35 entre eux. En outre, cette solution est simple à adapter à différents modèles de véhicule automobile.
La came 31 présente par exemple une section transversale par rapport à l’axe de colonne 12 de forme ovale. La section transversale de la came 31 est par exemple excentrée par rapport à l’axe de colonne 12.
Les moyens mécaniques de correction 31, 33, 35 comprennent en outre des moyens (non représentés) configurés pour modifier une intensité du couple correctif C’ appliqué sur l’arbre de direction 13 autour de l’axe de colonne 12, lorsque l’arbre de direction 13 est dans la position angulaire de ligne droite. Il s’agit ainsi d’une correction mécanique variable.
Pour cela, la came 31 présente par exemple une forme tronconique suivant l’axe de colonne 12.
De cette manière, il est possible de moduler l’intensité du couple correctif C’ appliqué à l’arbre de direction 13 en déplaçant le culbuteur 33, notamment le roulement 35, en translation suivant l’axe de colonne 12 par rapport à la came 31. En effet, plus le roulement 35 du culbuteur 33 appliquera un effort F’ sur la surface de came 32 à distance de l’axe de colonne 32, plus le couple correctif C’ appliqué sur l’arbre de direction 13 sera fort. A l’inverse, plus le roulement 35 du culbuteur 33 appliquera un effort F’ sur la surface de came 32 à proximité de l’axe de colonne 32, plus le couple correctif C’ appliqué sur l’arbre de direction 13 sera faible.
La colonne de direction 10a peut en outre comprendre des moyens (non représentés) configurés pour déplacer en translation selon l’axe de colonne 12 le culbuteur 33 par rapport à la came 31.
Les colonnes de direction 10a, 10b décrites ci-dessus sont particulièrement avantageuses car elles sont facilement adaptables à chaque modèle de véhicule automobile ainsi qu’au cas de roulage à droite et de roulage à gauche. Elles ne créent donc pas une trop grande diversité de pièces. Par ailleurs, les colonnes de direction 10a, 10b n’entraînent pas de consommation énergétique particulière et n’ont aucun impact sur le bilan carbone du véhicule automobile.
Claims (12)
- REVENDICATIONS1. Colonne de direction (1 Oa, 10b) pour véhicule automobile, comprenant :- un corps de colonne (11) fixe globalement tubulaire s’étendant autour d’un axe de colonne (12),- un arbre de direction (13) monté en rotation dans le corps de colonne (11) autour de l’axe de colonne (12) et destiné à être commandé en rotation par un volant (15) du véhicule automobile, la colonne de direction (10a, 10b) étant caractérisée en ce que l’arbre de direction (13) et le corps de colonne (11) comprennent des moyens de correction (21, 22, 27, 40 ; 31, 33, 35) coopérant ensemble et configurés pour appliquer sur l’arbre de direction (13) un couple correctif (C’) non nul autour de l’axe de colonne (12), lorsque l’arbre de direction (13) est dans une position angulaire par rapport au corps de colonne (11), dite de ligne droite, dans laquelle le véhicule automobile roule en ligne droite, de sorte à corriger une déviation du véhicule automobile due au dévers d’une route.
- 2. Colonne de direction (10a, 10b) selon la revendication 1, dans lequel les moyens de correction (21, 22, 27, 40; 31, 33, 35) comprennent en outre des moyens configurés pour modifier une intensité du couple correctif (C’) appliqué sur l’arbre de direction (13) autour de l’axe de colonne (12), lorsque l’arbre de direction (13) est dans la position angulaire de ligne droite.
- 3. Colonne de direction (10a) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel les moyens de correction sont des moyens magnétiques (21,22, 27, 40).
- 4. Colonne de direction (10a) selon la revendication 3, dans lequel les moyens de correction comprennent :- un premier aimant (21) monté solidaire en rotation avec l’arbre de direction (13), le premier aimant (21) comprenant une première surface (23) externe s’étendant sur un secteur angulaire autour de l’axe de colonne (12) et agencée radialement en regard du corps de colonne (11), la première surface (23) étant d’un premier pôle magnétique (P1),- un deuxième aimant (22) monté solidaire en rotation avec le corps de colonne (11), le deuxième aimant (22) comprenant une première surface (25) interne s’étendant sur un secteur angulaire autour de l’axe de colonne (12) et agencée radialement en regard de l’arbre de direction (13), la première surface (25) étant d’un deuxième pôle magnétique (P2) opposé au premier pôle magnétique (P1), la première surface (23) du premier aimant (21) et la première surface (25) du deuxième aimant (22) étant décalées angulairement l’une par rapport à l’autre autour de l’axe de colonne (12), lorsque l’arbre de direction (13) est dans la position angulaire de ligne droite.
- 5. Colonne de direction (10a) selon la revendication 3 ou la revendication 4, dans lequel les moyens de correction comprennent :- un premier aimant (21) monté solidaire en rotation avec l’arbre de direction (13), le premier aimant (21) comprenant une première surface (23) externe s’étendant sur un secteur angulaire autour de l’axe de colonne (12) et agencée radialement en regard du corps de colonne (11), la première surface (23) étant d’un premier pôle magnétique (P1),- un troisième aimant (27) fixe monté solidairement sur le corps de colonne (11), le troisième aimant (27) comprenant une première surface (28) interne s’étendant sur un secteur angulaire autour de l’axe de colonne (12) et agencée radialement en regard de l’arbre de direction (13), la première surface (28) étant du premier pôle magnétique (P1), la première surface (23) du premier aimant (21) et la première surface (28) du troisième aimant (27) étant décalées angulairement l’une par rapport à l’autre autour de l’axe de colonne (12), lorsque l’arbre de direction (13) est dans la position angulaire de ligne droite.
- 6. Colonne de direction (10a) selon la revendication 4 ou la revendication 5, dans lequel les moyens de correction comprennent un quatrième aimant (40) monté solidaire en rotation avec l’arbre de direction (13), le quatrième aimant (40) comprenant une première surface (41) externe s’étendant sur un secteur angulaire autour de l’axe de colonne (12) et agencée radialement en regard du corps de colonne (11), la première surface (41) étant d’un deuxième pôle magnétique (P2), opposé au premier pôle (P1), la première surface (41) du quatrième aimant (40) et la première surface (28, 25) du troisième aimant (27) et/ou du deuxième aimant (22) étant décalées angulairement l’une par rapport à l’autre autour de l’axe de colonne (12), lorsque l’arbre de direction (13) est dans la position angulaire de ligne droite.
- 7. Colonne de direction (10a) selon l’une des revendications 3 à 6, comprenant des moyens configurés pour déplacer en translation selon l’axe de colonne (12) le premier aimant (21) par rapport au deuxième et/ou au troisième aimant (22, 27).
- 8. Colonne de direction (10b) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel les moyens de correction sont des moyens mécaniques (31,33).
- 9. Colonne de direction (10b) selon la revendication 8, dans lequel les moyens de correction comprennent :- une came (31) montée solidaire en rotation avec l’arbre de direction (13) et définissant autour de l’axe de colonne (12) une surface de came (32),- un culbuteur (33) monté pivotant sur le corps de colonne (11) autour d’un axe de rotation (34) fixe parallèle à l’axe de colonne (12), le culbuteur (33) comprenant un roulement (35) destiné à rouler sur la surface de came (32) et des moyens de rappel élastique (36) configurés pour maintenir en contact le roulement (35) avec la surface de came (32), en entraînant en rotation le culbuteur (33) autour de l’axe de rotation (34), la came (31) et le culbuteur (33) étant configurés pour que le roulement (35) du culbuteur (33) applique sur la surface de came (32) un effort (F’) non nul générant autour de l’axe de colonne (12) un couple correctif (C’) non nul autour de l’axe de colonne (12), lorsque l’arbre de direction (13) est en position angulaire de ligne droite.
- 10. Colonne de direction (10b) selon la revendication 9, dans lequel la came (31) présente une section transversale par rapport à l’axe de colonne (12) de forme ovale et dans lequel la section transversale de la came (31) est excentrée par rapport à l’axe de colonne (12).
- 11. Colonne de direction (10b) selon la revendication 9 ou la revendication 10, dans lequel la came (31) présente une forme tronconique suivant l’axe de colonne (12).
- 12. Colonne de direction (10b) selon la revendication 11, comprenant des moyens configurés pour déplacer en translation selon l’axe de colonne (12) le culbuteur (33) par rapport à la came (31 ).1/2X10a,10b
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|---|---|---|---|---|
| US2862722A (en) * | 1955-03-10 | 1958-12-02 | Citroen Sa Andre | Centering device for steering automotive vehicles |
| DE3001561A1 (de) * | 1980-01-17 | 1981-07-23 | Adam Opel AG, 6090 Rüsselsheim | Vorrichtung zur vermeidung des lenkradschwingens um die geradeausstellung |
| DE19745733A1 (de) * | 1997-10-16 | 1999-04-22 | Bayerische Motoren Werke Ag | Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug |
| EP2353968A1 (fr) * | 2010-01-27 | 2011-08-10 | ThyssenKrupp Presta AG | Procédé de contrôle pour système de direction |
-
2016
- 2016-12-16 FR FR1662632A patent/FR3060506B1/fr active Active
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