Brevet FR2780051A1 — publié le 19991224

"Installation automatique de remplissage des réservoirs de carburant de véhicules automobiles" L'installation concerne une installation de remplissage des réservoirs de carburant de véhicules automobiles. L'invention concerne plus particulièrement une installation de remplissage des réservoirs de carburant de véhicules automobiles, du type qui comporte au moins une cuve de stockage alimentant, par l'intermédiaire d'au moins une pompe et une vanne commandées, un pistolet de îo distribution de carburant, aussi appelé lance de remplissage, pour remplir le réservoir d'un véhicule. On connaît de nombreux exemples d'installation de ce type. Ces installations ont pour vocation de résoudre les inconvénients inhérents aux installations conventionnelles de distribution de carburant. Habituellement, celles-ci sont susceptibles de distribuer des carburants liquides tels que du supercarburant (98, 97, ou RON) ou du gazole, ou bien des carburants gazeux tels que du gaz de pétrole liquéfié (G.P.L. ) ou du gaz naturel comprimé (G.N.C.). Les carburants liquides émettent lors du remplissage de nombreuses vapeurs qui sont susceptibles de se mélanger avec l'oxygène de l'air suivant des proportions stoechio- métriques, si bien qu'elles sont hautement inflammables. L'évolution des normes de sécurité impose de réduire ces émissions dangereuses. Par ailleurs, ces vapeurs contiennent différents constituants tels que du benzène, hautement nocif et nuisible à l'environnement. L'évolution des normes antipollution impose elle aussi de diminuer ces émissions nocives. Les carburants gazeux sont transférés du réservoir de stockage de l'installation au réservoir du véhicule sous forme liquide ou comprimés à de très hautes pressions. Actuellement, I'utilisation des pistolets conventionnels est longue et fastidieuse car les opérations de verrouillage et de déverrouillage du pistolet sur la buse de raccordement associée du véhicule nécessitent une parfaite étanchéité, pour répondre tant à des impératifs de sécurité que d'environnement. io Pour réduire les émissions de vapeurs susceptibles de s'échapper de l'installation lors du remplissage, il a déjà été proposé des installations dont les pistolets comportent des moyens d'obturation automatique destinés à éviter les fuites de carburant lors du retrait du pistolet. L'installation décrite dans le document JP-A-8.170.796 en est un exemple. Le document JP-A-8.170.796 décrit une installation comportant une cuve de stockage de gaz naturel, qui est susceptible d'alimenter un compresseur débitant du carburant en direction d'un pistolet pour remplir un réservoir du véhicule. Le pistolet comporte un connecteur mâle destiné à être reçu par un connecteur femelle du réservoir du véhicule. Le connecteur femelle du réservoir comporte un tube femelle destiné à recevoir un tube mâle du pistolet, et le tube femelle du réservoir comporte un trou pour le passage du carburant, qui est susceptible d'être obturé de l'intérieur lors du retrait du pistolet. Toutefois, cette installation nécessite, lors de son utilisation, les mêmes opérations manuelles fastidieuses que les installations conventionnelles. Pour résoudre cet inconvénient, I'invention propose une installation de remplissage des réservoirs de carburant de véhicules automobiles entièrement automatisée. Dans ce but, I'invention propose une installation du type décrit cidessus, caractérisée en ce que l'installation comporte des moyens de guidage et d'arrêt du véhicule pour faciliter la mise en oeuvre de moyens automatisés de remplissage du réservoir. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - les moyens de guidage et d'arrêt comportent au moins une glissière longitudinale destinée à guider des roues du véhicule vers une position prédéterminée de remplissage dans laquelle le véhicule est arrêté contre une butée agencée transversalement par rapport à la glissière; les moyens automatisés comportent le pistolet de distribution de carburant et, en position prédéterminée de remplissage, un orifice de remplissage du véhicule arrêté est disposé sensiblement en regard du pistolet; I'orifice de remplissage comporte une tuyère amont de guidage d'une forme sensiblement tronconique au fond de laquelle est agencée une buse aval de remplissage, de forme complémentaire de celle du pistolet de remplissage, et qui est reliée au réservoir du véhicule; - le pistolet est monté sur un support télescopique dont les déplacements sont commandés par les moyens automatisés entre une position extrême rétractée de repos, et une position extrême déployée de remplissage dans laquelle le pistolet pénètre dans la tuyère jusqu'au contact avec la buse de remplissage; - les moyens automatisés comportent un capteur, qui est agencé sous la glissière de l'installation pour détecter le poids d'une roue du véhicule arrêté et transmettre aux moyens automatisés un signal représentatif de la présence du véhicule - le support télescopique comporte un vérin axial à double effet qui est articulé par rapport à un bâti de I'installation par une liaison de type rotule, et dont le corps cylindrique est rappelé élastiquement vers une position moyenne d'équilibre par des ressorts agencés radialement autour du corps cylindrique du vérin, pour faciliter l'introduction du pistolet dans la tuyère; - la tuyère est articulée par rapport au véhicule par l'intermédiaire d'une liaison de type rotule, pour faciliter la pénétration du pistolet dans la tuyère; - le pistolet comporte des moyens pour son verrouillage sur la buse de remplissage, qui sont commandés par les i5 moyens automatisés; - en position rétractée de repos, le pistolet est rangé dans un logement fermé par une trappe, et la trappe est susceptible d'être escamotée par les moyens automatisés pour permettre au pistolet de se déplacer vers sa position déployée de remplissage; - les moyens automatisés commandent la vanne et la pompe; les moyens automatisés sont liés à une borne de contrôle et/ou de paiement, qui est activée par l'utilisateur pour commander le remplissage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une installation conforme à l'invention représentée en l'absence de véhicule, - la figure 2 est une vue selon la figure 1 représentant l'installation en cours de remplissage du réservoir d'un véhicule, - la figure 3 est une vue en coupe verticale d'un pistolet dans son logement, représenté en position rétractée de repos lors de l'arrivée d'un véhicule, et - la figure 4 est une vue selon la figure 3 d'un pistolet hors de son logement, représenté en position déployée de remplissage. o10 Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On voit sur la figure 1 I'ensemble d'une installation 10 de remplissage de réservoir de carburant de véhicule automobile. De manière connue, I'installation 10 comporte au moins une cuve de stockage alimentant une pompe et une vanne commandées reliées à un pistolet de distribution de carburant. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, I'installation comporte deux cuves de stockage 12 et 14 qui sont destinées à stocker respectivement du gaz de pétrole liquéfié (G.P.L.) et du gaz naturel comprimé (G.N.C.). Cette configuration n'est pas limitative de l'invention, et elle pourrait s'appliquer au stockage d'un autre carburant, tel que du supercarburant liquide plombé 97 RON, du supercarburant sans plomb 98 ou 95 RON, ou encore du gazole. Avantageusement, les cuves de stockage 12 et 14 sont enterrées dans le sol 15 de l'installation 10 de façon à répondre tant à des impératifs de sécurité qu'à des considérations esthétiques. Chacune des cuves 12 et 14 comporte une pompe intégrée (non représentée) destinée à acheminer le carburant par l'intermédiaire de canalisations 16 pour le gaz de pétrole liquéfié et 18 pour le gaz naturel comprimé vers un bloc de remplissage 20, dont le détail sera décrit ultérieurement en référence aux figures 2 à 4. Le bloc de remplissage 20 est agencé dans le sol 15 de l'installation 10 et il comporte un logement 19 qui, en l'absence de tout véhicule, est fermé par une trappe 21, dans une position dite de repos. Avantageusement, le bloc de remplissage 20 est destiné, comme on le verra ultérieurement, à coopérer avec io des moyens de remplissage du véhicule situés en dessous du véhicule, mais il pourrait, de façon non restrictive de l'invention, coopérer avec des moyens de remplissage du véhicule agencés sur une partie latérale, avant ou arrière de la carrosserie. 1 5 Des vannes 22 pour le gaz de pétrole liquéfié et 24 pour le gaz naturel comprimé permettent de commander les débits respectifs de ces deux carburants. Conformément aux enseignements de l'invention, l'installation 10 comporte des moyens de guidage et d'arrêt du véhicule constitués par au moins une glissière longitudinale 26. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de guidage sont constitués par deux glissières longitudinales 26 qui sont destinées à guider des roues du véhicule vers une position prédéterminée, qui sera décrite ultérieurement en référence à la figure 2. Les deux glissières longitudinales 26 sont parallèles et leur écartement est prévu pour être compatible avec la largeur des voies avant et arrière de la majorité des véhicules. Chaque glissière 26 est constituée de deux rails parallèles 28 qui s'étendent perpendiculairement à la surface du sol 15 de l'installation de manière à guider les pneus du véhicule en offrant des surfaces transversales d'appui à leurs flancs. Avantageusement, les rails 28 sont réalisés à partir de barres d'acier étirées qui sont pliées à leur extrémité arrière 29, à gauche sur la figure 1, de façon à présenter des profils d'introduction 30 destinés à faciliter l'introduction du véhicule d'arrière en avant dans les glissières 26. Les profils d'introduction 30 des rails 28 forment deux par deux des zones d'introduction arrière 32 des glissières 26 pour lesquelles l'écartement des rails 28 est plus large que l'écartement moyen des rails 28 de sorte qu'une roue du véhicule introduite io dans la zone d'introduction arrière 32 est naturellement guidée, lorsque le véhicule avance, entre les rails 28 dans la glissière 26. Une partie avant d'au moins une glissière 26 comporte au moins une butée 34, qui est formée par exemple à partir i5 d'une barre d'acier soudée transversalement entre les deux rails 28 de la glissière 26. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque glissière 26 comporte une butée 34 pour garantir une précision optimale de positionnement du véhicule. En effet, comme on le verra en relation avec description de la figure 2, la butée 34 permet l'arrêt longitudinal du véhicule lorsque celui-ci est suffisamment avancé dans les glissières 26. Une borne de contrôle 36 est agencée à proximité des glissières 26 pour permettre au conducteur du véhicule d'effectuer différentes opérations relatives au remplissage du réservoir du véhicule. La borne de contrôle 36 peut être aussi une borne de paiement, et elle est avantageusement liée à des moyens automatisés de remplissage du réservoir dont le détail sera décrit en référence aux figures 2 à 4. La figure 2 illustre une configuration de l'installation 10 de remplissage dans laquelle un véhicule 38 est reçu dans les glissières longitudinales 26 à des fins de remplissage de son réservoir 40. Dans cette configuration, les roues du véhicule ont pénétré dans les zones d'introduction 32 puis ont été guidés par les rails 28 dans les glissières longitudinales 26, le véhicule avançant dans les glissières 26, jusqu'à être arrêté par les butées 34, de sorte que le véhicule 38 est immobilisé longitudinalement à l'avant. Le conducteur peut alors descendre de son véhicule et se diriger vers la borne de contrôle 36 pour y effectuer le choix du carburant et le règlement du remplissage, par exemple à îo l'aide d'une carte bancaire. Une fois que la borne de contrôle ou de paiement a autorisé l'opération, des capteurs 42, qui sont agencés sur les glissières 26 sensiblement au niveau des roues avant 44 du véhicule, transmettent aux moyens automatisés un signal représentatif de la présence du véhicule 38 à l'arrêt. Avantageusement, les moyens automatisés sont intégrés dans la borne de contrôle ou de paiement 36 et l'information de présence du véhicule 38 est transmise des capteurs 42 aux moyens automatisés par l'intermédiaire d'une liaison par câble 46. En variante, la liaison peut être réalisée par fréquences radio, notamment dans le cadre d'une installation comportant une seule borne 36 pour plusieurs paires de glissières 26. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, les capteurs 42 sont des capteurs de poids agencés sous les glissières longitudinales 26, susceptibles d'être sollicités par le poids d'une roue 44 du véhicule 38, et équipés d'une temporisation. Les capteurs 42 ne transmettent donc aux moyens automatisés le signal représentatif de la présence du 3o véhicule 38 à l'arrêt que lorsque celui-ci est immobilisé depuis suffisamment de temps. La disposition des capteurs n'est pas limitative de l'invention, et les capteurs 42 peuvent, en variante, être des capteurs optiques agencés sur les faces intérieures des rails 28, et activés après une période d'immobilité de la roue 44. Lorsque les capteurs 42 transmettent aux moyens automatisés un signal représentatif de la présence du véhicule 38, le bloc de remplissage 20 est alors activé. La trappe 21 du logement 19 est alors escamotée par les moyens automatisés suivant une direction de coulissement io longitudinal vers l'avant, suivant la flèche de la figure 2, pour permettre au bloc de remplissage 20 d'effectuer le remplissage du réservoir du véhicule, et un pistolet de remplissage 23 sort alors verticalement vers le haut hors du logement 19. Conformément à l'invention, le réservoir 40 du véhicule i5 est relié par l'intermédiaire d'une canalisation 48 à une buse de remplissage 68 qui est agencée à l'extrémité aval supérieure d'une tuyère 50 qui, dans le mode de réalisation préféré de l'invention, est disposée sous le véhicule. La tuyère est conique et de conicité orientée vers le haut, de sorte que le pistolet de remplissage 23, lorsque l'opération de remplissage du réservoir du véhicule est commandée par les moyens automatisés, coulisse verticalement de sa position rétractée de repos au fond du logement 19 vers une position déployée de remplissage dans laquelle il s'étend hors du logement 26 et pénètre dans la tuyère 50 du véhicule 38. Dans sa position déployée de remplissage, et comme on le verra ultérieurement en référence aux figures 3 et 4, le pistolet 23 est alors verrouillé sur la buse de remplissage 68, pour que le remplissage puisse s'effectuer de manière parfaitement étanche. Les moyens automatisés commandent alors, en fonction du type de carburant désiré, I'ouverture d'une des vannes 22 ou 24 et le pompage du carburant sélectionné par la pompe (non représentée) correspondant au carburant sélectionné, les vannes 22 ou 24 étant commandées par les moyens automatisés par l'intermédiaire d'une liaison par câble 52, ou en variante, par radiofréquences. Lorsque le plein du réservoir 40 a été effectué, ou que la quantité désirée de carburant a été introduite dans le réservoir 40, les moyens automatisés provoquent le déverrouillage du pistolet de remplissage 23 de la buse de 0io remplissage 68, et le retrait du pistolet de remplissage 23 de la tuyère 50 du véhicule 38. Le pistolet de remplissage 23 redescend dans le logement 19 du bloc de remplissage 20, et la trappe 21 vient à nouveau obturer le logement 19. Le véhicule peut alors quitter l'installation de remplissage 10 en marche arrière. Cette disposition n'est pas limitative de l'invention. Il peut être préférable, comme ce serait le cas pour une installation 10 à forte fréquentation du type de celles que l'on rencontre par exemple dans une station service de supermarché, de permettre au véhicule de repartir en marche avant pour permettre au véhicule suivant de venir instantanément occuper l'installation 10. Dans ce cas, en variante, les butées 34 des glissières 26 peuvent être des butées escamotables commandées par les moyens automatisés, si bien que, lorsque les opérations de remplissage sont terminées, ces butées peuvent être escamotées dans le sol 15 de l'installation 10, et le véhicule 38 peut repartir en marche avant. Les figures 3 et 4 illustrent plus précisément les différentes configuration du bloc d'alimentation 20. On voit à la figure 3 le pistolet de remplissage 20 représenté en position rétractée de repos dans le logement 19 il du bloc de remplissage 20. Avantageusement, le logement 19 est agencé dans le sol 15 de l'installation 10, et son ouverture supérieure 54, obturée par la trappe 21, affleure au niveau du sol 15. Le pistolet de remplissage 20 est monté à l'extrémité supérieure d'une tige 56 d'un vérin hydraulique à double effet 58, qui est ici orienté verticalement, et qui permet de faire coulisser le pistolet de remplissage 23 verticalement. Le vérin hydraulique 58 est articulé par rapport au fond io horizontal du logement 19 par l'intermédiaire d'une liaison 60 de type rotule et il est rappelé élastiquement autour d'une position axiale moyenne, correspondant sensiblement à la verticale, par des ressorts radiaux 62 fixés d'une part sur le corps cylindrique du vérin 58 et, d'autre part, sur les parois du i5 logement 19. Avantageusement, les ressorts 62 sont au nombre de trois et disposés en étoile à 120 degrés autour du corps cylindrique du vérin 58. De la sorte, et comme on le verra ultérieurement en référence à la figure 4, le pistolet 20 est capable d'un léger débattement angulaire par rapport à la verticale, ce qui permet avantageusement de compenser un défaut de positionnement du véhicule 38 par rapport au pistolet 23 et de faciliter son introduction dans la tuyère 50. Un flasque 61, réalisé par exemple en matériau élastomère, est fixé sur la périphérie du corps cylindrique du pistolet 20 et sur les parois du logement 19, pour protéger le vérin 58 des corps étrangers qui pourraient éventuellement s'introduire dans le logement 19. D'une façon analogue au pistolet 23, la tuyère 50 du véhicule 38 est liée par rapport au véhicule par l'intermédiaire d'une liaison 64 de type rotule destinée à compenser les défauts de positionnement du véhicule 38 par rapport au pistolet 20. A l'extrémité aval 66 de la tuyère 50 est agencée la buse de remplissage 68 qui est reliée au réservoir 40 par l'intermédiaire de la canalisation 48. Comme précédemment décrit en référence à la figure 2, le capteur 42 est agencé dans le sol 15 de l'installation 10 pour détecter le poids des roues du véhicule et il émet à l'attention des moyens automatisés un signal de présence du véhicule 38 lorsque le poids d'une roue 44 du véhicule 38 a été détecté pendant un laps de temps suffisamment long. Lorsque les moyens automatisés ont reçu ce signal, ils io déclenchent le début de l'opération de remplissage du réservoir 40. Comme l'illustre la figure 4, le vérin hydraulique 58 est actionné et le pistolet 23 est introduit dans la tuyère 50 jusqu'au contact avec la buse de remplissage 68. Le pistolet de remplissage 20 est alors automatiquement verrouillé sur la buse de remplissage 68 pour garantir une étanchéité parfaite lors du remplissage du réservoir 40. Un capteur 70 du pistolet 23 transmet aux moyens automatisés un signal de position montée du pistolet 23 et les moyens automatisés déclenchent le pompage du carburant, par exemple à partir du réservoir 12 jusqu'au pistolet 23, ce qui permet de remplir le réservoir 40 du véhicule 38. Lorsque le pompage du carburant est terminé, le pistolet 23 est déverrouillé de la buse de remplissage 68, et le vérin hydraulique 58 est actionné dans l'autre sens, c'est-à- dire vers le bas, pour que le pistolet 23 retourne de sa position déployée de remplissage à sa position de repos. Enfin, lorsque le capteur 70 détecte que le pistolet 23 est revenu en position rétractée de repos, il émet à l'intention des moyens automatisé un signal de position descendue du pistolet 23, et les moyens automatisés commandent la fermeture de la trappe 21. Le véhicule peut quitter l'installation 10. Avantageusement, I'installation 10 permet de réaliser un remplissage automatisé du réservoir 40 du véhicule 38 en supprimant toutes les opérations conventionnelles contraignantes, et en garantissant une sécurité optimale, essentielle surtout lorsque les carburants utilisés sont susceptibles de se combiner à l'oxygène de l'air et de provoquer des risques d'explosion, comme c'est le cas pour io des carburants liquides tel que du supercarburant. REVENDICATIONS 1. Installation (10) de remplissage des réservoirs (48) de carburant de véhicules automobiles (38), du type qui comporte au moins une cuve de stockage (12,14) alimentant, par l'intermédiaire d'au moins une pompe et une vanne (22, 24) commandées, un pistolet (23) de distribution de carburant pour remplir le réservoir (48) d'un véhicule (38), caractérisée en ce que l'installation comporte des moyens de guidage (26) 0o et d'arrêt (34) du véhicule pour faciliter la mise en oeuvre de moyens automatisés de remplissage du réservoir (40). 2. Installation (10) de remplissage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de guidage (26) et d'arrêt comportent au moins une glissière longitudinale i5 (26) destinée à guider des roues (44) du véhicule (38) vers une position prédéterminée de remplissage dans laquelle le véhicule (38) est arrêté contre une butée (34) agencée transversalement par rapport à la glissière (26). 3. Installation (10) de remplissage selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens automatisés comportent le pistolet (23) de distribution de carburant et en ce que, en position prédéterminée de remplissage, un orifice de remplissage du véhicule (38) arrêté est disposé sensiblement en regard du pistolet (23). 4. Installation (10) de remplissage selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'orifice de remplissage comporte une tuyère (50) amont de guidage d'une forme sensiblement tronconique au fond de laquelle est agencée une buse (48) aval de remplissage, de forme complémentaire de celle du pistolet (23) de remplissage, et qui est reliée au réservoir (40) du véhicule. 5. Installation (10) de remplissage selon la revendication 4, caractérisée en ce que le pistolet (23) est monté sur un support télescopique dont les déplacements sont commandés par les moyens automatisés entre une position extrême rétractée de repos et une position extrême déployée de remplissage dans laquelle le pistolet (23) pénètre dans la tuyère (50) jusqu'au contact avec la buse de remplissage (48). 6. Installation (10) de remplissage selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens io automatisés comportent au moins un capteur (42), qui est agencé sous la glissière (26) de l'installation (10), pour détecter le poids d'une roue (44) du véhicule (38) arrêté et transmettre aux moyens automatisés un signal représentatif de la présence du véhicule (38). 7. Installation (10) de remplissage selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que le support télescopique comporte un vérin (58) axial à double effet qui est articulé par rapport à un bâti (19) de l'installation par une liaison de type rotule (60), et dont le corps cylindrique est rappelé élastiquement vers une position moyenne d'équilibre par des ressorts (62) agencés radialement autour du corps cylindrique du vérin (58), pour faciliter l'introduction du pistolet (23) dans la tuyère (50). 8. Installation (10) de remplissage selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que la tuyère (50) est articulée par rapport au véhicule (38) par l'intermédiaire d'une liaison de type rotule (64), pour faciliter la pénétration du pistolet (23) dans la tuyère (50). 9. Installation (10) de remplissage selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisée en ce que le pistolet (23) comporte des moyens pour son verrouillage sur la buse (68) de remplissage, qui sont commandés par les moyens automatisés. 10. Installation (10) de remplissage selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisée en ce que, en position rétractée de repos, le pistolet (23) est rangé dans un logement (19) fermé par une trappe (21), et en ce que la trappe (21) est susceptible d'être escamotée par les moyens automatisés pour permettre au pistolet (23) de se déplacer vers sa position déployée de remplissage. 11. Installation (10) de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens automatisés commandent la vanne (22, 24) et la pompe. 12. Installation de remplissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens automatisés sont liés à une borne de contrôle (36) et/ou de paiement, qui est activée par l'utilisateur pour commander le remplissage.