Brevet FR2754644A1 — publié le 19980417

L'invention concerne un dispositif de verrouillage pour protéger une prise de charge à enfichage installée sur un véhicule muni d'une batterie de traction, un connecteur de charge enfichable, relié par un câble de charge à une source de courant, pouvant être introduit dans la prise de charge pour charger la batterie de traction, la prise de charge étant installée sur une paroi extérieure de carrosserie et pouvant être recouverte par un couvercle pivotant qui, en position fermée, est encastré de manière que sa face extérieure soit située au même niveau que la surface de la partie de paroi, solidaire de la carrosserie, qui l'entoure, le couvercle étant verrouillable en position fermée au moyen du dispositif de verrouillage. Des dispositifs de verrouillage pour protéger un orifice de remplissage du réservoir de véhicules automobiles mus par du carburant liquide, sont bien connus et servent, surtout quand le véhicule est arrêté, à protéger le contenu du réservoir contre des manipulations par des personnes mal intentionnées. Le document DE 35 04 466 C1 décrit un dispositif de verrouillage par lequel, pour protéger l'orifice de remplissage du réservoir, un couvercle ou bouchon pivotant (bouchon de réservoir) couvrant cet orifice, peut être verrouillé à la position fermée. Ce dispositif de verrouillage est manoeuvrable par force extérieure par l'intermédiaire d'un actionneur, de sorte qu'il peut être couplé à un système de fermeture à verrouillage central du véhicule Les véhicules électriques ou hybrides mus (ou pouvant être mus) par batterie, demandent, pour charger la batterie de traction, une prise de charge située dans la surface extérieure du véhicule et dans laquelle peut être introduit un connecteur de charge adapté, à enfichage, qui est relié par un câble de charge à une source de courant. Une prise de charge appropriée et un connecteur de charge correspondant de ce type sont connus par le brevet des E.U.A. 5 478 249. La prise et le connecteur de charge sont conçus pour un service journalier sûr et présentent également des dispositions pour la protection contre l'humidité. Comme connecteur de charge, on peut introduire dans la prise, soit un connecteur relativement grand pour la charge rapide par courant continu dans une station de charge particulière, soit un plus petit connecteur pour la charge par courant alternatif à partir d'une prise de courant domestique. Chacun des deux connecteurs est muni d'une poignée formée sur lui et semblable à celle d'un pistolet distributeur d'essence. Pour introduire un connecteur de charge dans la prise de charge, le connecteur doit être engagé d'abord dans une ouverture par le côté portant les contacts puis basculé autour d'un axe de rotation, les contacts du connecteur venant seulement s'appliquer contre les contacts correspondants de la prise à la fin de ce mouvement de basculement. A cette position de fin de course, le connecteur est bloqué dans la prise, de sorte que l'opérateur peut relâcher le connecteur et que la charge peut commencer. Afin de protéger une prise de charge, on peut prévoir, par analogie avec un clapet de recouvrement de l'orifice de remplissage d'un réservoir, un couvercle pivotant, qui est encastré de manière que sa face extérieure soit située au même niveau que la surface de la partie de paroi, solidaire de la carrosserie, qui l'entoure et présente un dispositif de verrouillage destiné à protéger la prise contre des manipulations par des personnes non autorisées par le verrouillage du couvercle en position fermée. Un tel dispositif de verrouillage pour protéger une prise de charge a l'inconvénient que lorsqu'un véhicule est parqué pour la charge de la batterie, des personnes non autorisées peuvent retirer le connecteur de la prise et interrompre ainsi le processus de charge, ce qui est particulièrement gênant lorsque les temps de charge sont longs. Un autre inconvénient est que le connecteur introduit dans la prise n'est pas suffisamment protégé contre la pluie et l'humidité. Dans le domaine de l'électroménager, on connait, par le document DE 36 41 124 A1, une prise de courant d'installation possédant un couvercle à charnière réalisé à la façon d'un capot de recouvrement qui, en raison de sa grande profondeur, peut être fermé aussi lorsqu'une fiche a été introduite dans la prise. Sur son côté opposé aux charnières, le couvercle est pourvu d'un évidement permettant la sortie - du couvercle fermé - du câble ou cordon de raccordement auquel est fixée la fiche. Par le document DE 33 27 087 CI, on connait aussi, également dans le domaine de l'électroménager, une pièce intermédiaire servant à protéger des fiches de contact contre l'utilisation non autorisée, permettant par exemple d'empêcher des enfants d'utiliser un téléviseur. La pièce intermédiaire comporte elle-même une fiche et une prise à enfichage. Une fiche introduite dans la prise, peut être verrouillée au moyen d'un dispositif de blocage possédant un écrou-raccord ou analogue. Le même dispositif de blocage permet d'actionner un interrupteur qui commande, à l'intérieur de la pièce intermédiaire, la connexion électrique entre la fiche et la prise. Cependant, lorsque la fiche n'est pas introduite, l'écrou-raccord ou analogue n'offre pas une protection efficace contre des manipulations de la prise. Par le document DE 84 09 997 Ul, on connaît une prise de courant ronde de type CEE pour le camping et la caravane, avec un clapet de recouvrement associé qui est verrouillable en position fermée par un cadenas afin de pouvoir empêcher le prélèvement frauduleux de courant de la prise. Le même cadenas permet, lorsque le clapet est ouvert, de verrouiller une fiche de contact introduite, ceci afin de pouvoir empêcher l'interruption non autorisée du courant par l'extraction de la fiche. Dans ce but, une patte protubérante est formée sur la prise et une patte correspondante est formée sur le clapet de recouvrement ou sur la fiche, avec formation dans les pattes d'orifices pour le passage de l'arceau du cadenas. Cette prise est employée par exemple pour l'alimentation électrique d'emplacements de camping parce qu'elle permet d'empêcher l'enlèvement non autorisé d'une fiche de contact ou l'interversion de fiches. Le clapet de recouvrement présente en plus un ergot coopérant avec un bossage sur une fiche introduite pour constituer avec lui un dispositif de sécurité contre l'enlèvement de la fiche, dispositif qui peut être désactivé par le pivotement vers l'extérieur du clapet. Le but de l'invention est de perfectionner la protection de la prise de charge d'un véhicule électrique, de manière qu'elle soit mieux protégée contre les manipulations par des tiers. Partant d'un dispositif de verrouillage comme défini au début, on obtient ce résultat, selon un premier mode de réalisation de l'invention, par le fait que le dispositif de verrouillage permet de verrouiller le couvercle pivotant dans une position de sécurité qui correspond à une position ouverte déterminée dans laquelle le couvercle pivotant peut exercer un effet de blocage empêchant l'enlèvement d'un connecteur de charge introduit dans la prise. Un second mode de réalisation de l'invention, partant également d'un dispositif de verrouillage comme défini au début, mais qui peut en outre être amené, mû par force extérieure, à une position de verrouillage par un signal de commande et comportant à cet effet un actionneur pour animer d'un mouvement réversible, déclenchable par le signal de commande, un verrou monté coulissant, parallèlement à la partie de paroi solidaire de la carrosserie, à côté de la prise de charge, est caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage permet de verrouiller un connecteur de charge enfichable introduit dans la prise de charge, de manière à empêcher son enlèvement, du fait que le verrou est engagé dans un orifice de maintien prévu sur le connecteur de charge. Un dispositif de verrouillage selon l'invention protège un connecteur de charge introduit dans une prise de charge contre l'enlèvement. On obtient ainsi l'avantage que pour la charge de sa batterie, un véhicule peut être parqué sans surveillance parce que le processus de charge ne peut pas être interrompu par des personnes non autorisées. La prise de charge elle-même est également protégée contre des manipulations pendant le processus de charge, à savoir par le connecteur de charge, lequel ne peut pas être retiré. Selon un perfectionnement avantageux, l'effet de blocage par le dispositif de verrouillage est exercé par l'intermédiaire d'un couvercle pivotant qui, à sa position fermée, sert à recouvrir la prise de charge. Si l'exécution est prévue en conséquence, on peut ainsi obtenir également une large protection contre la pluie et l'humidité. Selon une variante, correspondant notamment au second mode de réalisation précité, le dispositif de verrouillage exerce directement un effet de blocage sur le connecteur de charge introduit dans la prise, bien que le dispositif de verrouillage soit dans ce cas utilisable aussi pour verrouiller le couvercle pivotant à sa position fermée. Avantageusement, pour le verrouillage du couvercle pivotant, un verrou pénètre dans un élément de maintien agencé sur ce couvercle, l'élément de maintien est formé par une patte protubérante prévue sur le côté inférieur du couvercle pivotant et présentant des orifices de maintien appropriés, qui sont placés en conformité avec les positions à verrouiller du couvercle et dans lesquelles pénètre le verrou. Avantageusement, le dispositif de verrouillage peut être amené, mû par force extérieure, à une position de verrouillage par un signal de commande. Le dispositif de verrouillage comporte un actionneur pour animer d'un mouvement réversible, déclenchable par le signal de commande, un verrou monté coulissant, parallèlement à la partie de paroi solidaire de la carrosserie, à côté de la prise de charge. Avantageusement, le signal de commande peut être fourni par un système de fermeture à verrouillage central du véhicule. Le signal de commande peut être fourni par un dispositif d'interrogation ou de détermination du courant de charge de la batterie de traction. Le signal de commande peut être fourni par un interrupteur intégré dans la prise de charge. Avant, le couvercle pivotant présente des surfaces de protection contre les projections, qui sont orientées à angle droit par rapport à la face extérieure du couvercle, de sorte qu'un connecteur de charge introduit dans la prise est protégé dans une large mesure contre les projections d'eau ou la pluie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un premier exemple de réalisation du dispositif de verrouillage selon l'invention, dans lequel un connecteur de charge introduit dans une prise de charge est empêché d'être retiré de la prise au moyen d'un couvercle pivotant verrouillable; - la figure 2 est une coupe transversale du dispositif de verrouillage selon la figure 1; et la figure 3 est une coupe transversale semblable, mais s'appliquant à un second exemple de réalisation du dispositif de verrouillage selon l'invention, dans lequel un connecteur de charge introduit dans une prise de charge est verrouillé directement. La figure 1 est une vue schématique, en perspective et en transparence, d'une prise de charge 3, pouvant être recouverte par un couvercle pivotant 2, plus exactement un couvercle relevable et abaissable dans cet exemple, qui est installée sur la paroi extérieure 1 de la carrosserie d'un véhicule mû ou pouvant être mû par une batterie de traction 6, par exemple d'un véhicule électrique ou hybride. Pour charger la batterie 6, on a introduit dans la prise 3 un connecteur de charge 4 qui est relié par un câble de charge 5 à une source de courant 7, par exemple d'une station de charge ou sous la forme d'une prise de courant domestique. Lorsque le connecteur de charge 4 est ainsi introduit dans la prise, le couvercle 2 occupe une position ouverte. En l'absence de connecteur de charge, le couvercle 2 peut être fermé; à cette position fermée, le couvercle 2 est encastré autant que possible de manière que sa face extérieure soit située au même niveau que la surface de la paroi extérieure qui l'entoure de la carrosserie. Dans le premier exemple de réalisation, représenté sur les figures 1 et 2, le dispositif de verrouillage sert à verrouiller le couvercle 2 dans une position ouverte déterminée, dans laquelle ce couvercle peut exercer un effet de blocage empêchant l'enlèvement du connecteur de charge 4 introduit dans la prise. Cette position de sécurité correspond par exemple à la position d'ouverture minimale du couvercle 2, alors que le connecteur 4 est introduit dans la prise, position qui est montrée par les figures 1 et 2. Le dispositif de verrouillage peut être amené, mû par force extérieure, à une position de verrouillage par un signal de commande S. A cet effet, il comprend par exemple un actionneur 8 électrique, pneumatique ou hydraulique qui, déclenché par un signal de commande S, anime un verrou 9 d'un mouvement réversible qui amène ce verrou à une position de verrouillage. Le verrou 9 est monté coulissant, parallèlement à la partie de paroi solidaire de la carrosserie entourant le couvercle 2, à côté de la prise de charge 3. Plus exactement, l'actionneur 8 est installé à proximité immédiate de la prise 3, de manière que le coulissement du verrou 9 s'effectue parallèlement à la paroi extérieure 1 de la carrosserie. En vue du verrouillage du couvercle 2, le verrou 9 pénètre, en position de verrouillage, dans un élément de maintien 10 prévu sur le couvercle. Dans cet exemple, l'élément de maintien 10 est formé par une patte protubérante prévue sur le côté intérieur du couvercle et présentant un premier orifice de maintien 11 pour le verrouillage du couvercle 2 dans sa position de sécurité. Selon un perfectionnement avantageux, le dispositif de verrouillage est utilisé en plus pour permettre également le verrouillage du couvercle 2 dans sa position fermée. Dans ce but, l'élément de maintien 10 présente, à l'endroit approprié, un second orifice de maintien 12 dans lequel le verrou 9 peut pénétrer lorsque le couvercle doit être verrouillé dans sa position fermée. Les orifices 11 et 12 sont donc placés aux endroits correspondant aux positions à verrouiller du couvercle. Afin d'obtenir une meilleure protection contre les projections et l'humidité, le couvercle peut présenter des surfaces 13 de protection contre les projections, surfaces qui sont coudées à angle droit par rapport à la face extérieure du couvercle, de sorte qu'un connecteur de charge 4 introduit dans la prise est protégé dans une large mesure contre les projections d'eau ou la pluie. Quand le couvercle 2 prend sa position fermée, les surfaces 13 de protection contre les projections, pivotant conjointement vers l'intérieur, sont reçues par des évidements correspondants dans la paroi extérieure 1 de la carrosserie. A côté d'une protection contre les projections, les surfaces 13 offrent également une meilleure protection contre des manipulations sur un connecteur 4 introduit dans la prise 3. La figure 2 est une coupe transversale du dispositif de verrouillage selon la figure 1. Le connecteur de charge 4 possède une forme que l'on connaît déjà par le brevet des E.U.A. 5 478 249 précité. Comme sur un pistolet distributeur d'essence, une poignée 14 est formée sur le connecteur 4. Pour introduire ce dernier dans la prise de charge 3, il est engagé dans l'ouverture de la prise 3 dégagée par le couvercle 2 en position ouverte, puis basculé autour d'un point d'appui 17. A la fin de ce mouvement de basculement, les contacts 15 du connecteur 4 viennent toucher et établissent la liaison électrique avec les contacts 15' correspondants de la prise 3. A cette position de fin de course, le connecteur 4 est bloqué dans la prise de charge 3, de sorte que l'opérateur peut lâcher la poignée 14 et que le processus de charge peut commencer. Pendant la charge, le connecteur 4, comme le montre également la figure 2, est empêché d'être retiré par le couvercle 2 verrouillé en position de sécurité du fait que le verrou 9 est engagé dans le premier orifice de maintien 11 de l'élément de maintien 10. L'exemple de réalisation représenté sur les figures 1 et 2 concerne un couvercle 2 mobile autour d'un axe de rotation horizontal 16 qui est parallèle à la paroi extérieure 1 de la carrosserie. Cette exécution offre déjà une bonne protection contre la pluie par le seul couvercle 2. Les caractéristiques selon l'invention du premier exemple sont transposables sans problèmes à un couvercle pivotant autour d'un axe de rotation vertical, également parallèle à la paroi extérieure 1 de la carrosserie, comme ceux que l'on connait par les couvercles ou bouchons pivotants pour réservoirs. Dans ce cas, une poignée s'étendant vers le bas ou un câble de charge du connecteur serait sorti vers l'extérieur à travers un évidement correspondant ménagé dans celle des deux surfaces de protection contre les projections qui serait alors située en bas. Il serait préférable dans ce cas d'installer l'actionneur au-dessus de la prise de charge, de manière que le verrou pénètre dans un élément de maintien situé en haut sur le couvercle, ceci afin que cet élément ne forme pas un obstacle pour le connecteur. Les surfaces de protection contre les projections sont particulièrement importantes avec ce type de couvercle parce que le couvercle seul n'offre que peu de protection contre la pluie en position ouverte. Le concept général de l'invention selon lequel le dispositif de verrouillage protège le connecteur de charge contre l'enlèvement au moyen d'un couvercle, est applicable à toutes les exécutions voulues d'un couvercle pivotant pouvant être amené d'une position fermée à une position ouverte, quelle que soit, notamment, l'orientation de l'axe autour duquel s'effectue le mouvement. D'autres exécutions concevables, également couvertes par la désignation "couvercle pivotant", concernent des couvercles mobiles en translation ou pouvant pivoter autour d'un axe de rotation perpendiculaire à la paroi extérieure de la carrosserie. Au cas o la prise de charge doit pouvoir recevoir des connecteurs de charge d'exécutions différentes, on peut prévoir plusieurs orifices de maintien afin de permettre également un verrouillage en position de sécurité pour d'autres types de connecteurs. C'est ainsi qu'il est possible, par exemple pour les petits ou grands connecteurs déjà mentionnés décrits dans le brevet des E.U.A. 5 478 249, de prévoir chaque fois un orifice de maintien ayant un emplacement approprié. La figure 3 est une coupe transversale d'un second exemple de réalisation du dispositif de verrouillage selon l'invention, dans laquelle les mêmes références sont conservées pour des parties identiques. Dans cet exemple, un connecteur de charge 4 introduit dans une prise de charge 3, est verrouillé directement par le dispositif de verrouillage, du fait que le verrou 9 de l'actionneur 8 pénètre dans un orifice de maintien 18 approprié du connecteur 4. Selon un perfectionnement avantageux, le dispositif de verrouillage permet en plus de verrouiller le couvercle 2 en position fermée, comme représenté en traits mixtes sur la figure 3. Afin de permettre l'engagement du verrou 9 dans l'élément de maintien prévu sur le couvercle 2 lorsque celui-ci occupe sa position fermée, on a prévu un orifice de maintien 19 dont l'emplacement a été choisi en conséquence. Un dispositif de verrouillage selon le second exemple permet aussi de protéger contre l'enlèvement les connecteurs de charge qui, en raison de leurs dimensions géométriques, ne peuvent pas être verrouillés au moyen du couvercle. Il en est ainsi par exemple pour un connecteur de charge comme celui représenté sur la figure 3, qui est muni d'une seconde poignée 14' pour l'enfoncement et l'extraction à deux mains du connecteur. Selon le dessin, l'actionneur 8 est installé à l'extérieur de la prise de charge 3. In est concevable aussi de l'installer à l'intérieur de la prise, ce qui offre l'avantage de la réduction du nombre de pièces. Les exemples montrés ici prévoient que le dispositif de verrouillage soit amené, mû par force extérieure, à la position de verrouillage par un signal de commande. Un dispositif de verrouillage manuel, manoeuvrable par une clé par exemple, est cependant concevable aussi. Un dispositif de verrouillage mû par force extérieure offre toutefois plusieurs avantages. Par exemple, il peut être couplé à un système de fermeture à verrouillage central du véhicule, du fait que le signal de commande S est fourni par le système de fermeture. Ceci permet, après introduction du connecteur dans la prise, par exemple par l'actionnement d'une télécommande du système de fermeture du véhicule, de fermer toutes les portes du véhicule et de protéger en même temps le connecteur de charge contre son enlèvement. A côté de cela, il est concevable aussi que le signal de commande S soit fourni par un dispositif d'interrogation ou de détermination du courant de charge de la batterie de traction au cas o ce courant de charge est mesuré. Il est concevable en plus que le signal de commande S soit fourni par un interrupteur intégré dans la prise de charge au moment o cet interrupteur est actionné par un connecteur de charge introduit jusqu'à sa position de fin de course. REVENDICATIONS E...Y...E..._....D..J....C......A.....T...O.....N...S 1. Dispositif de verrouillage pour protéger une prise de charge à enfichage installée sur un véhicule muni d'une batterie de traction, un connecteur de charge enfichable, relié par un câble de charge à une source de courant, pouvant être introduit dans la prise de charge pour charger la batterie de traction, la prise de charge étant installée sur une paroi extérieure de carrosserie et pouvant être recouverte par un couvercle pivotant qui, en position fermée, est encastré de manière que sa face extérieure soit située au même niveau que la surface de la partie de paroi, solidaire de la carrosserie, qui l'entoure, le couvercle étant verrouillable en position fermée au moyen du dispositif de verrouillage, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage (8 - 12) permet de verrouiller le couvercle pivotant (2) dans une position de sécurité (figures 1, 2) qui correspond à une position ouverte déterminée dans laquelle le couvercle pivotant (2) peut exercer un effet de blocage empêchant l'enlèvement d'un connecteur de charge (4) introduit dans la prise. 2. Dispositif de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour le verrouillage du couvercle pivotant (2), un verrou (9) pénètre dans un élément de maintien (10) agencé sur ce couvercle. 3. Dispositif de verrouillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de maintien (10) est formé par une patte protubérante prévue sur le côté intérieur du couvercle pivotant (2) et présentant des orifices de maintien (11 - 12) appropriés, qui sont placés en conformité avec les positions à verrouiller du couvercle et dans lesquelles pénètre le verrou (9). 4. Dispositif de verrouillage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage (8 - 12) peut être amené, mû par une force extérieure, à une position de verrouillage par un signal de commande (S). 5. Dispositif de verrouillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage (8 - 12) comporte un actionneur (8) pour animer d'un mouvement réversible, déclenchable par le signal de commande (S), un verrou (9) monté coulissant, parallèlement à la partie de paroi solidaire de la carrosserie, à côté de la prise de charge (3). 6. Dispositif de verrouillage pour protéger une prise de charge à enfichage installée sur un véhicule muni d'une batterie de traction, un connecteur de charge enfichable, relié par un câble de charge à une source de courant, pouvant être introduit dans la prise de charge pour charger la batterie de traction, la prise de charge étant installée sur une paroi extérieure de carrosserie et pouvant être recouverte par un couvercle pivotant qui, en position fermée, est encastré de manière que sa face extérieure soit située au même niveau que la surface de la partie de paroi, solidaire de la carrosserie, qui l'entoure, le couvercle étant verrouillable en position fermée au moyen du dispositif de verrouillage, le dispositif de verrouillage pouvant être amené, mû par une force extérieure, à une position de verrouillage par un signal de commande et comportant à cet effet un actionneur pour animer d'un mouvement réversible, déclenchable par le signal de commande, un verrou monté coulissant, parallèlement à la partie de paroi solidaire de la carrosserie, à côté de la prise de charge, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage (18 19) permet de verrouiller un connecteur de charge enfichable (4) introduit dans la prise de charge (3), de manière à empêcher son enlèvement, du fait que le verrou (9) est engagé dans un orifice de maintien (18) prévu sur le connecteur de charge (4) (figure 3). 7. Dispositif de verrouillage selon la revendication 4 ou 6, caractérisé en ce que le signal de commande (S) peut être fourni par un système de fermeture à verrouillage central du véhicule. 8. Dispositif de verrouillage selon la revendication 4 ou 6, caractérisé en ce que le signal de commande (S) peut être fourni par un dispositif d'interrogation ou de détermination du courant de charge de la batterie de traction. 9. Dispositif de verrouillage selon la revendication 4 ou 6, caractérisé en ce que le signal de commande (S) peut être fourni par un interrupteur intégré dans la prise de charge. 10. Dispositif de verrouillage selon la revendication 1 ou 6, caractérisé en ce que le couvercle pivotant (2) présente des surfaces (13) de protection contre les projections, qui sont orientées à angle droit par rapport à la face extérieure du couvercle, de sorte qu'un connecteur de charge (4) introduit dans la prise est protégé dans une large mesure contre les projections d'eau ou la pluie.