[ooi ] L'invention concerne un actionneur électromécanique, un dispositif de verrouillage de rotation d'une clé de contact d'un véhicule automobile comportant cet actionneur électromécanique, et un procédé d'utilisation de cet actionneur électromécanique.

[002] Il existe des dispositifs pour verrouiller la rotation d'une clé de contact d'un véhicule automobile. La demande de brevet EP 2 394 871 A2 décrit un exemple d'un tel dispositif. Typiquement, un tel dispositif permet d'empêcher la rotation d'une clé de contact d'un véhicule automobile à transmission automatique, depuis une position « marche » (ACC) vers une position « arrêt » (LOCK), tant que le levier de sélection des vitesses du véhicule automobile n'est pas dans la position de stationnement.

[003] Les figures 1A et 1B représentent un tel dispositif 2 de verrouillage en rotation. Ce dispositif 2 comporte :

-un élément mobile 4, monté en rotation autour d'un axe de rotation, et ;

-un actionneur électromécanique 6, comportant un plongeur 8 déplaçable en translation entre des positions active et de repos.

[004] Le dispositif 2 est déplaçable entre une position verrouillée, dans laquelle l'élément 4 ne peut pas se déplacer en rotation dans au moins un sens de rotation, et une position déverrouillée, dans laquelle l'élément 4 peut se déplacer en rotation. Ici, le dispositif 2 est utilisé dans un véhicule automobile à transmission automatique. Ce dispositif 2 est ici dans la position verrouillée tant que le levier de sélection des vitesses de ce véhicule n'est pas dans la position de stationnement (« parking » ou « park » en langue anglaise).

[005] L'élément 4 est ici solidaire, sans degré de liberté, d'un élément mécanique tel qu'un verrou apte à recevoir une clé de contact, par exemple pour démarrer un véhicule automobile. On considère par la suite qu'une mise en rotation de l'élément 4 est causée par la mise en rotation d'une clé de contact insérée dans le verrou. Cet élément 4 est ici un disque. L'élément 4 comporte un décrochement 10 sur une portion de sa périphérie extérieure. Ce décrochement 10 est délimité par au moins une butée 12. Cette butée 12 s'étend radialement vers l'extérieur de l'élément 4 et présente des dimensions complémentaires à celles du plongeur 8, de manière à ce que l'action du plongeur 8 empêche la rotation de l'élément 4 dans le sens de rotation représenté par la flèche 14 lorsque le plongeur 8 et la butée 12 sont en contact direct l'un avec l'autre. Par exemple, le sens de rotation 14 correspond au passage de la clé de contact de la position marche vers la position arrêt.

[006] Dans cet exemple, le dispositif 2 est dans la position verrouillée lorsque le plongeur 8 est dans la position active, et se trouve dans la position déverrouillée lorsque le plongeur 8 est dans la position de repos. Ici, dans la position active (figure 1A), le plongeur 8 est déployé en dehors de l'actionneur, de façon à pouvoir s'étendre à l'intérieur du décrochement 10 et entrer en contact direct avec la butée 12, empêchant ainsi la rotation de l'élément 4 dans le sens de rotation représenté par la flèche 14. Dans la position de repos (figure 1B), le plongeur 8 est ici rétracté à l'intérieur de l'actionneur 6 et n'entrave alors pas la rotation de l'élément 4.

[007] Les figures 2A et 2B représentent plus en détail l'actionneur 6.

Cet actionneur 6 comporte ici notamment :

- un châssis 20, à l'intérieur duquel sont logés les composants de l'actionneur 6 ;

- un solénoïde 22 ;

- le plongeur 8.

[008] Le châssis 20 comporte ici un carter 21 de protection de l'extrémité extérieure du plongeur 8.

[009] Le solénoïde 22 est configuré pour déplacer le plongeur 8 de sa position de repos vers sa position active, selon la direction de déplacement 24, lorsque ce solénoïde est excité. Par exemple, ce solénoïde exerce une force électromagnétique dirigée selon la direction 24 lorsqu'il est excité. Cette force électromagnétique est alors apte à déplacer un matériau magnétique 26 solidaire sans degré de liberté au plongeur 8 Ce solénoïde 22 comporte ici un conducteur électrique formant un enroulement autour du plongeur 8 et de la direction 24. On considère ici que ce solénoïde 22 est excité lorsqu'une tension électrique, supérieure à une valeur seuil, est appliquée à ses bornes. Cette tension électrique est par exemple fournie par un circuit de commande. La valeur seuil est par exemple supérieure ou égale à deux ou à cinq volts.

[ooi o] L'actionneur 6 comporte en outre un élément de rappel 28, configuré pour ramener le plongeur 8 dans sa position de repos lorsque le solénoïde 22 n'est plus excité. Par exemple, cet élément 28 exerce une force de rappel dans la direction 24 opposée au sens de déplacement du plongeur 8 lorsque ce plongeur est dans la position active. Cet élément 28 est ici un ressort hélicoïdal, dont les deux extrémités sont attachées, sans degré de liberté, respectivement, au matériau 26 et au carter 21.

[ooi i] Généralement, une tension électrique doit être appliquée aux bornes du solénoïde pour exercer une force électromagnétique sur le plongeur, afin de le déplacer vers sa position active et de le maintenir dans cette position active. Cette force doit être suffisamment élevée pour que le plongeur se déplace vers sa position active et reste dans sa position active lorsqu'il subit une contrainte mécanique, par exemple lors d'une tentative de rotation de la clé.

[0012] On définit ici un taux d'extension D du plongeur 8, pour quantifier son déplacement entre les états actif et de repos. Ce taux D exprime par exemple un rapport entre la position mesurée du plongeur par rapport à ses positions active et de repos. Ici, un taux D de 100 % correspond à la position active, dans laquelle le plongeur 8 est déployé, et un taux de 0 % correspond à la position de repos, dans laquelle le plongeur 8 est rétracté. Ce taux D est p ^X ar exemp ^X le défini de la faç ^T on suivante : D = 100*( ^V d - d MIN )/(d MAX d MIN )' où :

- d est la distance, mesurée le long de la direction 24, entre une extrémité distale 30 du plongeur 8 et l'ouverture 32 du carter 21 ; - d MIN et d MAX sont les valeurs de d lorsq ^ί ue le p ^j long σeur 8 est dans les positions, respectivement, de repos et active. Ici, d _MiN est égale à zéro lorsque le plongeur 8 est dans la position de repos.

[0013] La figure 3 représente un exemple d'évolution d'une force F, exprimée en Newton, appliquée sur le plongeur 8, en fonction du taux d'extension D du plongeur 8, pour des tensions électriques appliquées aux bornes du solénoïde 22 de 9 Volts (courbe 40) et de 12 Volts (courbe 42).

[0014] La force appliquée sur le plongeur 8 est plus élevée lorsque la tension appliquée aux bornes du solénoïde est plus importante. Il est souhaitable d'appliquer une force élevée sur le plongeur 8 pour le déplacer vers la position active. Si une force insuffisante est appliquée, le plongeur 8 risque de ne pas se déplacer complètement vers sa position active, ou risque de ne pas rester dans sa position active en cas de sollicitation mécanique par l'élément 4, par exemple du fait d'une tentative de rotation dans le sens 14.

[0015] Pour augmenter la force appliquée par le solénoïde 22 sur le plongeur 8, on peut augmenter les dimensions du solénoïde ou augmenter la tension appliquée aux bornes de ce solénoïde pour l'exciter. Cependant, un solénoïde présentant des dimensions élevées n'est pas compatible avec les exigences de miniaturisation et de coût de fabrication imposées dans l'industrie automobile. D'autre part, du fait de pertes d'énergie par dissipation thermique au sein du solénoïde 22, l'application en permanence d'une tension électrique élevée conduit à une consommation d'énergie importante, qui augmente avec la tension appliquée, ce qui est rédhibitoire.

[0016] Il existe donc un besoin pour un tel actionneur présentant un coût de fabrication réduit et consommation électrique réduite.

[0017] L'invention concerne donc un actionneur électromécanique, comportant :

- un solénoïde ;

- un plongeur, apte à se déplacer en translation par rapport au solénoïde entre des positions active et de repos en réponse à une excitation du solénoïde ; - un interrupteur et un dipôle résistif, connectés électriquement en parallèle l'un par rapport à l'autre, l'ensemble formé par la connexion du dipôle résistif et de l'interrupteur étant connecté électriquement en série avec le solénoïde, l'interrupteur étant apte à commuter entre un état fermé, dans lequel le dipôle résistif est court-circuité, et un état ouvert, dans lequel le dipôle résistif est connecté électriquement en série avec le solénoïde ;

- un dispositif de liaison entre l'interrupteur et le plongeur, configuré pour que la commutation de l'interrupteur entre les états ouvert et fermé soit commandée par le déplacement du plongeur entre les positions active et de repos.

[0018] L'interrupteur permet de connecter sélectivement le dipôle résistif en série avec le solénoïde. Ainsi, la tension électrique aux bornes de ce solénoïde est modulable entre deux valeurs distinctes, par l'ouverture ou la fermeture de l'interrupteur, alors qu'une même tension électrique est appliquée de façon constante aux bornes de l'ensemble formé par le solénoïde et le dipôle. On peut ainsi appliquer ces deux valeurs distinctes de tension sur le solénoïde, sans avoir besoin d'un régulateur de tension, qui présenterait un coût trop important. Ces deux valeurs distinctes définissent deux régimes de commande distincts du solénoïde, pour, respectivement, déplacer le plongeur vers sa position active et pour le maintenir en position active. Cela permet de réduire la consommation électrique de l'actionneur par rapport au cas où une même tension électrique est appliquée sur le solénoïde pour déplacer et maintenir le plongeur. Le dispositif de liaison entre l'interrupteur et le plongeur permet de sélectionner le régime de commande le plus adapté en fonction de la position du plongeur, de façon simplifiée, sans qu'il ne soit nécessaire d'avoir recours à un capteur de position, coûteux à mettre en place et consommateur d'énergie.

[0019] Selon une variante, le dispositif de liaison comporte une liaison mécanique.

[0020] Selon une autre variante, le dipôle résistif est une résistance électrique. [0021 ] Selon une autre variante, le solenoïde est partagé en deux parties par un point intermédiaire, le dipôle résistif étant formé par une desdites parties du solénoïde.

[0022] Selon une autre variante, le plongeur est apte à être déplacé de sa position de repos vers sa position active lorsque le solénoïde est excité en appliquant une tension électrique aux bornes de ce solénoïde supérieure à 5 V.

[0023] Selon une autre variante, l'actionneur comporte en outre un élément de rappel configuré pour ramener le plongeur dans sa position de repos lorsque le solénoïde n'est plus excité.

[0024] Selon une autre variante,le dispositif de liaison est configuré pour que l'interrupteur soit dans l'état ouvert lorsque le plongeur est dans la position active et dans l'état fermé lorsque le plongeur est dans l'état de repos.

[0025] Selon une autre variante, la résistance électrique du dipôle résistif est comprise entre 1/4*R et 4*R , où RI est la résistance électrique interne du solénoïde.

[0026] Selon un autre aspect, l'invention concerne également un dispositif de verrouillage en rotation d'une clé de contact d'un véhicule automobile, comportant :

- un élément mobile, monté en rotation autour d'un axe de rotation et étant apte à recevoir une clé de contact, cet élément mobile comportant une butée s'étendant essentiellement radialement par rapport au pourtour extérieur de cet élément mobile ;

- un actionneur électromécanique comportant un plongeur déplaçable en translation entre des positions active et de repos et configuré pour que, dans la position active, le plongeur s'étende à l'intérieur de la butée de manière à bloquer la rotation de l'élément mobile dans au moins un sens de rotation ;

dans lequel l'actionneur électromécanique est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. [0027] Selon un autre aspect, l'invention concerne également un procédé d'utilisation d'un actionneur électromécanique, dans lequel l'actionneur électromécanique comporte :

- un solénoïde ;

- un plongeur, apte à se déplacer en translation par rapport au solénoïde entre des positions active et de repos en réponse à une excitation du solénoïde, ce plongeur étant initialement dans la position de repos ;

- un interrupteur et un dipôle résistif, connectés électriquement en parallèle l'un par rapport à l'autre, l'ensemble formé par ce dipôle résistif et cet interrupteur étant connecté électriquement en série avec le solénoïde, l'interrupteur étant apte à commuter entre un état fermé, dans lequel le dipôle résistif est court-circuité, et un état ouvert, dans lequel le dipôle résistif est connecté électriquement en série avec le solénoïde, cet interrupteur étant initialement dans l'état fermé ;

- un dispositif de liaison entre l'interrupteur et le plongeur, configuré pour que la commutation de l'interrupteur entre les états ouvert et fermé soit commandée par le déplacement du plongeur entre les positions active et de repos ;

ce procédé comportant :

- le déplacement du plongeur dans la position active par l'application d'une tension électrique d'alimentation de l'actionneur, pour exciter le solénoïde dans un premier régime de fonctionnement dans lequel une première tension électrique est appliquée aux bornes de ce solénoïde ;

- puis, au cours du déplacement du plongeur, la commutation automatique de l'interrupteur vers l'état ouvert, la tension électrique d'alimentation étant maintenue, pour exciter le solénoïde dans un deuxième régime de fonctionnement dans lequel une seconde tension électrique, inférieure à la première tension électrique, est appliquée aux bornes de ce solénoïde.

[0028] Selon une variante, la commutation automatique de l'interrupteur vers l'état ouvert est déclenchée lorsque le plongeur arrive en fin de course. [0029] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels :

- les figures 1A et 1B sont des illustrations schématiques, selon une vue de côté, d'un dispositif de verrouillage en rotation d'une clé de contact, dans des positions respectivement verrouillée et déverrouillée, selon l'état de la technique ;

- les figures 2A et 2B sont des illustrations schématiques, selon une vue en coupe transversale, d'un actionneur pour le dispositif de verrouillage des figures 1A et 1B, cet actionneur étant respectivement dans des positions active et de repos, selon l'état de la technique ;

- la figure 3 représente l'évolution de la force appliquée par le plongeur de l'actionneur des figures 2A et 2B en fonction de la position de ce plongeur, pour deux valeurs de tension électrique appliquées aux bornes du solénoïde de cet actionneur, selon l'état de la technique ;

- les figures 4 et 7 représentent des modes de réalisation d'un actionneur électromécanique selon un mode de réalisation de l'invention apte à remplacer l'actionneur des figures 2A et 2B ;

- la figure 5 illustre deux régimes de fonctionnement de l'actionneur de la figure 4 ;

- la figure 6 est un organigramme d'un procédé d'utilisation de l'actionneur de la figure 4.

[0030] Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments.

[0031 ] Dans la suite de cette description, les caractéristiques et fonctions bien connues de l'homme du métier ne sont pas décrites en détails.

[0032] La figure 4 représente un actionneur 6' apte à remplacer l'actionneur 6. Cet actionneur 6' est par exemple identique à l'actionneur 6 sauf qu'il comporte en outre un circuit de commande 60. Ce circuit 60 comporte ici :

-des bornes d'alimentation 61, 62, aptes à être raccordées électriquement à un circuit d'alimentation électrique ; -un interrupteur 64, déplaçable entre des états ouvert et fermé ;

- un dipôle résistif 66, présentant une résistance électrique R2.

[0033] L'interrupteur 64 et le dipôle 66 sont connectés électriquement en parallèle l'un avec l'autre. L'ensemble formé par la connexion de l'interrupteur 64 et du dipôle 66 est connecté électriquement en série avec le solénoïde 22 entre les bornes 61 et 62.

[0034] L'interrupteur 64 comporte en outre un dispositif de liaison 68, configuré pour que la commutation de l'interrupteur 64 entre ses états ouvert et fermé soit commandée par le déplacement du plongeur entre ses positions active et de repos. Dans cet exemple, l'interrupteur 64 est :

- dans l'état ouvert lorsque le plongeur 8 est dans la position active, et

- dans l'état fermé lorsque le plongeur 8 est dans la position de repos.

[0035] Ici, ce dispositif 68 comporte une liaison mécanique, telle qu'une tige, reliant une partie mobile de l'interrupteur au plongeur 8 par l'intermédiaire du matériau 26.

[0036] Lorsque le plongeur 8 est dans la position de repos, l'interrupteur 64 est fermé. Le dipôle 66 est court-circuité et une tension électrique d'alimentation Vcc appliquée aux bornes 61, 62 est directement appliquée aux bornes du solénoïde 22. Lorsque le plongeur 8 est dans la position active, l'interrupteur 64 est ouvert. Le dipôle 66 est alors électriquement connecté en série avec le solénoïde 22 entre les bornes 61, 62 formant un diviseur de tension. La tension électrique appliquée aux bornes du solénoïde 22 est alors réduite par rapport à la tension Vcc appliquée entre les bornes 61, 62. La tension Vcc est ici égale à 12 V.

[0037] Les inventeurs ont déterminé qu'il est plus avantageux d'utiliser deux régimes de fonctionnement distincts pour commander l'actionneur 6' :

-un premier régime de fonctionnement, dans lequel une première tension électrique est appliquée aux bornes du solénoïde 22 pour déplacer le plongeur 8 depuis sa position de repos vers sa position active, et

-un second régime de fonctionnement, dans lequel une seconde tension électrique, inférieure à la première tension électrique, est appliquée aux bornes du solénoïde 22, une fois que le plongeur 8 est dans la position active, pour maintenir le plongeur 8 dans sa position active, tout en exerçant une force suffisante pour empêcher la rotation de l'élément 4.

[0038] Ainsi, avec ce circuit 60, la commutation entre les deux régimes de fonctionnement est facilitée. Cette commutation est réalisée automatiquement en fonction de la position du plongeur 8, tout en appliquant une même tension Vcc constante entre les bornes 61 et 62, sans avoir recours à des capteurs ou à un régulateur de tension, ce qui accroîtrait le coût de l'actionneur 6'.

[0039] La valeur de R2 est ici choisie pour que la puissance électrique fournie aux bornes 61, 62 lors du second régime est comprise entre 20 % et 80 % de la puissance fournie à ces mêmes bornes 61, 62 lors du premier régime. Par exemple, R2 est choisie par rapport à la valeur de la résistance interne RI du solénoïde auquel le dipôle 66 est connecté électriquement en parallèle. Dans ce mode de réalisation, RI est la résistance interne du solénoïde 22. R2 est ici choisie supérieure ou égale à 0,25*R1. R2 est en outre ici choisie inférieure ou égale à 4*R1. De préférence, R2 est comprise entre 0,75*R1 et 2*R1. Ainsi, la puissance fournie à l'actionneur 6' est suffisante pour maintenir le plongeur 8 dans le second régime, tout en limitant les pertes d'énergie.

[0040] Ici, les valeurs de Vcc et de RI, R2 sont en outre choisies de façon à ce que le courant électrique circulant dans le circuit soit inférieur ou égal à 0,3A.

[0041 ] La figure 5 représente plus en détail un exemple de ces régimes de fonctionnement. Tant que le plongeur 8 est dans sa position de repos (zone 50), la première tension est appliquée aux bornes du solénoïde 22. Puis, lorsque le plongeur 8 atteint un seuil de basculement vers l'état actif, alors la seconde tension est appliquée aux bornes du solénoïde (zone 52). Ici, la première tension présente une valeur de 12 V et la seconde tension présente une valeur de 9 V.

[0042] Ainsi, en choisissant l'un ou l'autre des deux régimes de fonctionnement par rapport à la position du plongeur 8, la consommation électrique de l'actionneur 6' est optimisée. [0043] Le seuil de basculement se produit ici lorsque le plongeur 8 arrive en fin de course. On considère que le plongeur est en fin de course lorsque le taux D est supérieur ou égal à une valeur limite D _L prédéfinie. Par exemple, la valeur limite D _L est supérieure ou égale à 75 % ou à 80 % ou à 85 %. Ce seuil de basculement peut par exemple être réglé par vissage, par exemple en prévoyant un élément de liaison télescopique dont on peut régler la longueur définissant la position de basculement de l'interrupteur 64 lors de la course de déplacement du plongeur 8.

[0044] Un exemple d'utilisation de l'actionneur 6' va maintenant être décrit, en référence à l'organigramme de la figure 6 et à l'aide de la figure 4.

[0045] Lors d'une étape 100, le plongeur 8 est initialement dans la position de repos et l'interrupteur 64 est fermé.

[0046] Puis, lors d'une étape 102, la tension Vcc est appliquée entre les bornes 61, 62 pour déplacer le plongeur dans sa position active. L'interrupteur 64 étant fermé, la tension Vcc est directement appliquée aux bornes du solénoïde 22, qui est alors excité dans le premier régime de fonctionnement.

[0047] En réponse à cette excitation, tant que la tension Vcc est appliquée, le plongeur 8 se déplace jusqu'à atteindre sa position active. Alors, lors d'une étape 104, l'interrupteur 64 est automatiquement commuté vers son état ouvert par l'élément 68. La tension Vcc*Rl/(Rl+R2) est alors appliquée sur le solénoïde 22, qui est alors excité dans le second régime.

[0048] Avantageusement, la tension Vcc est ensuite supprimée, pour arrêter l'excitation du solénoïde 22. Le plongeur 8 est alors ramené dans sa position de repos par l'élément 28.

[0049] La figure 7 représente un actionneur 6" apte à être utilisé en lieu et place de l'actionneur 6'. Cet actionneur 6" est identique à l'actionneur 6', sauf que le circuit 60 est remplacé par un circuit de commande 70. Ce circuit 70 est identique au circuit 60, sauf que :

-le solénoïde 22 est partagé en deux parties 71, 72 par un point intermédiaire 74, et -le dipôle 66 est omis et c'est la partie 72 qui assure la fonction du dipôle 66. À cet effet, la partie 72 est connectée électriquement en parallèle avec l'interrupteur 64. Par exemple, un conducteur électrique connecte électriquement ce point 74 à une des bornes de l'interrupteur 64.

[0050] Ici, chacune des parties 71, 72 est une portion de l'enroulement de matériau conducteur formant le solénoïde 72. Avantageusement, la partie 71 présente une longueur supérieure à celle de la partie 72. Le point 74 est par exemple placé de façon à ce que la longueur de conducteur enroulé formant la partie 71 soit deux ou trois fois supérieure à la longueur de conducteur enroulé formant la partie 72. Ainsi, la partie 71 de solénoïde est apte à exercer une force suffisante sur le plongeur 8 pour le maintenir dans la position active dans le second régime de fonctionnement. Dans ce mode de réalisation, dans le second régime de fonctionnement, la partie 71 joue le même rôle que le solénoïde 22 dans le mode de réalisation de la figure 4. Dans ce mode de réalisation, les parties 71 et 72 présentent, respectivement, les résistances internes RI et R2.

[0051 ] De nombreux autres modes de réalisation sont possibles.

[0052] L'élément 4 peut être différent. Par exemple cet élément 4 est apte à recevoir directement une clé de contact.

[0053] L'actionneur 6' peut être utilisé séparément du dispositif 2, par exemple pour toute utilisation nécessitant un actionneur comportant un plongeur déplaçable entre des positions active et de repos.

[0054] Le plongeur 8 peut comporter un matériau magnétique. Dans ce cas, le matériau 26 peut être omis.

[0055] Les valeurs de tension électrique peuvent être différentes.