Brevet FR2897573A1 — publié le 20070824

PRISE DE COURANT ELECTRIQUE DE VEHICULE POUR LE BRANCHEMENT D'UN ALLUME-CIGARE OU D'UN PRODUIT AUDIO NOMADE. La présente invention concerne une prise de courant 5 électrique de véhicule pour le branchement d'un allume-cigare ou d'un produit audio nomade. L'application des nouvelles technologies de l'information et de la communication au monde des produits mobiles et de leur inter connectivité connaît un développement quasiment 10 exponentiel. Ayant franchi le monde de la téléphonie mobile et des assistants personnels numériques, le nomadisme électronique a déjà largement étendu sa sphère d'influence au sein des produits d'électronique grand public. Par ailleurs, le véhicule automobile passe à l'heure de la 15 pensée numérique qui fait de tout lieu de l'intime, tel l'habitacle du véhicule, un espace de communication. Les produits audio nomades, tels que par exemple les baladeurs Mp3, connaissent des développements considérables. Leurs ventes explosent et ils envahissent les 20 domiciles, les rues et les bureaux. Toutefois, l'intégration des produits audio nomades dans l'automobile reste à améliorer. En effet, l'insertion d'un lecteur audio dans l'habitacle d'un véhicule automobile soulève deux problèmes : l'alimentation du lecteur en puissance électrique et la transmission du flux audio depuis le lecteur vers le système de restitution sonore du véhicule. A l'heure actuelle, ces deux fonctions qui font problèmes peuvent être assurées par plusieurs produits ou interfaces. En ce qui concerne l'alimentation en puissance électrique, le produit nomade peut être connecté à l'allume-cigare du véhicule, ou à une prise 230 V, encore assez peu répandue. En ce qui concerne la transmission du flux audio depuis le lecteur vers le système de restitution sonore du véhicule, il peut y avoir connexion à une platine par l'intermédiaire d'une connectique de type jack miniature (jack 3,5 mm), couramment utilisée dans les connexions audio, ou une connectique de type RCA, couramment utilisée dans les connexions audio/vidéo. Il faut pour cela que le système de diffusion sonore du véhicule soit équipé d'une entrée auxiliaire analogique. Selon l'objet de la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n US 2003/0026439, il est possible d'écouter le son d'un dispositif audio portable, par exemple le son d'un téléphone portable, en mode mains libres sans qu'il soit nécessaire de monter un amplificateur supplémentaire. Un émetteur enfichable est branché dans une prise d'allume- cigare disposée dans une partie en console d'un accoudoir de porte latérale. Une borne de sortie externe du dispositif audio portable est reliée à l'émetteur enfichable au moyen d'un câble audio. Un circuit émetteur est monté dans l'émetteur enfichable, et reçoit de la puissance électrique de la prise femelle d'allume-cigare, et émet une sortie audio à partir du dispositif audio sous la forme d'une onde radio dans une bande de fréquences d'une radio AM (à modulation d'amplitude) montée dans le véhicule automobile. Ainsi, il est possible d'écouter de la musique d'un haut-parleur de l'intérieur du véhicule automobile, et si un téléphone portable est relié à l'émetteur enfichable, on peut converser en mode mains libres . Toutefois, un tel système présente des inconvénients, parmi lesquels : - la transmission peut être dégradée par les émetteurs radio qui émettent sur des fréquences proches de la fréquence 15 de l'émetteur pour appareil nomade, - les fréquences d'émission allouées dans différents pays sont différentes. Par conséquent, un réglage non brouillé correspondant à une fréquence sans émission dans un pays pourra le devenir au passage ou à proximité d'une frontière, 20 -Le système ne fonctionne pas ou fonctionne mal avec des architectures de véhicule dans lesquelles l'antenne et le tuner (ou démodulateur) sont situés en dehors de l'habitacle. En effet, l'habitacle fait cage de Faraday et isole l'antenne des signaux émis. Dans cette solution, c'est souvent le faisceau 25 ou le pied d'antenne qui capte réellement le signal émis. Selon l'objet de la demande de brevet WO 87/01252, un adaptateur monophonique ou stéréophonique est relié à une radio FM de véhicule automobile par l'intermédiaire de l'allume-cigare du véhicule. L'adaptateur peut relier un dispositif générant un signal mono- ou stéréophonique, tel qu'un lecteur de cassettes ou un lecteur de CD, directement à un système sonore du véhicule par l'intermédiaire de la prise d'allume-cigare. Un étage modulateur oscillateur à transistor est prévu qui génère une sortie indicatrice des canaux stéréo. Les canaux stéréo sont multiplexés en entrée de l'oscillateur. Le signal faible ainsi généré est connecté à la radio du véhicule via la capacité de dispersion des conducteurs reliés à la batterie du véhicule, et la proximité des antennes et de l'étage d'entrée de la radio du véhicule. L'oscillateur est réglé à une place inutilisée sur l'écran de radio FM de façon que le signal audio généré par le lecteur de cassette ou de CD puisse être entendu sans interférences avec les fréquences des radios FM commerciales locales. Par conséquent, on couple le signal audio du lecteur portable à la radio du véhicule en utilisant la prise de l'allume-cigare. Le système décrit dans cette demande de brevet présente les inconvénients déjà cités précédemment en regard de l'objet de la demande de brevet US 2003/0026439, et de plus les inconvénients suivants: - le risque de parasitage du signal d'alimentation du véhicule par le signal audio, - le fait que la qualité de transmission dépende très fortement de l'architecture électrique du véhicule (afin de bénéficier du meilleur couplage capacitif), - lorsque la batterie est faible, le système ne fonctionne 5 plus correctement parce que la tension du courant porteur descend à 9V, - la transmission sur la bande FM est dégradée par les émetteurs sur des fréquences proches de celle d'émission. On connaît également des adaptateurs vers les lecteurs de 10 cassettes, pour transmettre le flux audio vers le système de restitution sonore du véhicule. Mais ces équipements audio n'équipent que très peu de véhicules sur le marché. Enfin, pour des appareils nomades de grande diffusion, tels que l'iPod (lecteur portatif de musique numérique), les 15 constructeurs automobiles proposent des solutions spécifiques qui permettent d'amener l'alimentation, et de transmettre le son et des données. Toutefois, de telles solutions présentent l'inconvénient d'être dédiées à un unique appareil et souffrent, par conséquent, d'un manque de 20 compatibilité. La solution offrant aujourd'hui la pus large compatibilité est, en conséquence, la solution d'une connexion analogique filaire. Néanmoins, si l'on veut obtenir un son de qualité sur des véhicules équipés d'entrées analogiques auxiliaires, la 25 multiplicité des interfaces de connexion entraîne le déploiement de câbles inesthétiques et peu pratiques dans l'habitacle. Et ce d'autant plus que la platine et l'allume-cigare sont le plus souvent relativement distants l'un de l'autre ; l'allume-cigare étant présent dans l'habitacle et la platine de raccordement audio étant, le plus souvent, masquée et rendue peu accessible par souci d'esthétisme. Le but de la présente invention est de concevoir une mise en commun des fonctionnalités de l'allume-cigare et de la platine de raccordement, pour que les interfaces de connexion audio et d'alimentation soient situées en un seul et même endroit dans le véhicule. Un autre but de la présente invention est de réaliser cette mise en commun en modifiant la partie de connecteur femelle de l'allume-cigare, afin d'assurer la qualité du signal transmis en conservant la compatibilité avec les appareils ou accessoires électriques dédiés à l'allume-cigare. Une telle modification sur la partie de connexion mentionnée n'existe pas dans les solutions proposées par les demandes de brevet précédemment citées. Dans l'une et l'autre de ces solutions de l'art antérieur, il y a une faiblesse dans la qualité de transmission. En effet, l'entrée auxiliaire est aujourd'hui largement répandue sur les autoradios et offre des garanties de qualité auxquelles ne peuvent prétendre les émissions de fréquence radio, comme les émissions FM par exemple. De plus, elle n'est pas soumise aux problèmes d'architecture électrique et électronique du véhicule ni aux normes de diffusion radio. Un autre but de l'invention est de réaliser cette mise en commun aussi bien en évidence dans l'habitacle que masquée 5 dans la planche de bord du véhicule. Un autre but de la présente invention est de réaliser cette mise en commun de manière simple, économique et fiable. Pour atteindre ces buts, la présente invention conçoit une nouvelle prise de courant électrique de véhicule pour le 10 branchement d'un allume-cigare ou d'un produit audio nomade. Cette nouvelle prise permet de recevoir indifféremment la connexion d'un allume-cigare ou de tout autre accessoire électrique dédié à l'allume-cigare ou bien la connexion audio d'un produit audio nomade afin d'alimenter 15 ce dernier en énergie électrique et transmettre le flux audio en provenance dudit produit nomade vers le système de restitution sonore du véhicule. Cette nouvelle prise de courant électrique de véhicule comporte un moyen de connexion avec un connecteur mâle 20 d'allume-cigare ou d'accessoire électrique dédié et un moyen d'alimentation en tension dudit allume-cigare ou accessoire dédié, un moyen de connexion audio avec un connecteur mâle d'un produit audio nomade et un moyen d'alimentation en tension dudit produit audio nomade. Et, de plus, il est 25 prévu un moyen d'empêcher ledit connecteur mâle d'allume- cigare ou d'accessoire dédié d'être reçu dans le moyen de connexion du connecteur mâle de produit audio nomade. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, cette nouvelle prise comporte un corps principal destiné à recevoir mécaniquement les parties de connecteur mâle d'un allume-cigare ou d'un accessoire électrique dédié, et une partie de réception d'un connecteur mâle de produit audio nomade, ladite partie de réception étant dans le prolongement et coaxiale au corps principal de la prise de courant. Selon ce mode de réalisation préféré, le moyen de connexion électrique avec un connecteur mâle d'allume-cigare ou accessoire dédié et d'alimentation en tension dudit allume-cigare ou accessoire dédié est constitué par un contacteur disposé au fond dudit corps principal de prise de courant, ledit contacteur étant isolé électriquement dudit corps de prise, et relié à une source de tension électrique. Selon ce mode de réalisation préféré également, le moyen de connexion avec le connecteur mâle d'un produit audio nomade et d'alimentation en tension dudit produit audio nomade est constitué par ladite partie de réception en forme de prise jack femelle. De préférence, le moyen d'empêcher ledit connecteur mâle d'allume-cigare ou d'accessoire dédié d'être reçu dans le moyen de connexion avec le connecteur mâle d'un produit audio nomade est constitué par le diamètre du contacteur du connecteur mâle d'allume-cigare ou d'accessoire dédié, lequel diamètre est supérieur au diamètre interne de ladite partie de réception du connecteur mâle d'un produit audio nomade. De préférence également, ledit contacteur disposé au fond du corps principal de la prise de courant présente la forme d'une rondelle plate, coaxiale au corps de la prise, percée en son centre d'un trou de diamètre légèrement supérieur au diamètre interne de ladite partie de réception du connecteur mâle d'un produit audio nomade. De plus, ledit contacteur est isolé électriquement du corps principal de la prise de courant au moyen d'une rondelle de matière isolante située entre ledit contacteur et le fond dudit corps principal. De manière préférentielle, il est prévu un moyen de protection 15 pour éviter une détérioration du produit audio nomade connecté lors de son branchement. Et ce moyen de protection est, de préférence, une gaine rétractable isolante qui se retire lorsque le connecteur mâle du produit audio nomade est mis en place. 20 Selon un mode de réalisation de l'invention, ladite connexion de produit audio nomade est de type jack à quatre voies. En variante, ladite connexion de produit audio nomade est de type jack à trois voies. De préférence, ladite connexion de type jack est une connexion de type jack miniature 3,5 mm. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 est un schéma illustrant le principe de compatibilité d'un connecteur femelle avec l'allume-cigare et 10 la prise 12 volts, - la figure 2 est un schéma illustrant le principe du dispositif selon l'invention en mode alimentation et transmission de flux audio, - la figure 3 représente un connecteur mâle, selon un mode 15 de réalisation de la présente invention, - la figure 4A est une vue en coupe (selon la ligne )X de la figure 4B) du connecteur femelle associé au connecteur mâle de la figure 3, - la figure 4B est une vue de dessus du connecteur de la 20 figure 4A, - la figure 5 représente un connecteur mâle, selon un autre mode de réalisation de la présente invention, - la figure 6A est une vue en coupe (selon la ligne YY de la figure 6B) du connecteur femelle associé au connecteur mâle de la figure 5, - la figure 6B est une vue de dessus du connecteur de la 5 figure 6A. En se référant à la figure 1, on a illustré la contrainte selon laquelle le nouveau connecteur 1 doit être compatible au standard des allume-cigares 10 et des connecteurs mâles d'alimentation 12V, de référence 11, afin d'assurer la rétro 10 compatibilité mécanique et fonctionnelle avec les produits précédemment dédiés à l'allume-cigare ou à la prise 12V. Les interfaces de connexion audio AU et d'alimentation AL sont situées en un seul et même endroit dans le véhicule schématisé par la référence V. Cette connexion peut être 15 située en évidence dans l'habitacle, ou être masquée dans la planche de bord. On peut, par exemple, reprendre les emplacements d'implantation des prises 12V, des prises d'allume-cigare et entrées auxiliaires actuellement existantes. De plus, il doit comporter des interfaces autorisant la 20 transmission d'un signal audio analogique stéréo. Le dessin de la figure 2 est un schéma illustrant le principe de fonctionnement du connecteur de l'invention en mode alimentation et transmission de flux audio en provenance d'un produit audio nomade, symbolisé par N, avec entrée 25 alimentation INA', et sortie audio OUTAu, les connecteurs allume-cigare/audio mâle 2 et femelle 1, l'alimentation AL et l'entrée audio auxiliaire AU sur la prise de courant de l'habitacle du véhicule, symbolisé par V. Dans le présent texte, on désignera aussi par l'expression accessoires électriques dédiés les accessoires qui peuvent être, de manière connue et largement répandue, branchés sur une prise de courant 12 volts à l'intérieur du véhicule, que celle-ci soit dans l'allume-cigare ou dans le coffre à bagages ou dans n'importe quel autre endroit du véhicule. Un premier mode de réalisation de l'invention est décrit ci- après en référence aux dessins des figures 3, 4A et 4B. Dans ce premier mode de réalisation, l'interface de connexion à la masse du véhicule est similaire à celle d'une prise 12V classique (connecteurs 3 sur la figure 3) Par contre, les connexions au circuit 12V et au système audio sont réalisées au moyen d'une prise de type jack , référencée 4, plus précisément une prise jack miniature 3,5 mm à 4 voies se trouvant en lieu et place du connecteur 12V habituel. En ce qui concerne le connecteur femelle (voir figures 4A et 4B), dans le cas d'une utilisation en allume-cigare ou en prise 12V uniquement, un contacteur 12V, référencé 5, est situé dans le corps principal 9 du connecteur femelle de la prise allume-cigare. Ce contacteur 5 est isolé de la masse par une rondelle isolante 6. Le diamètre d'un contacteur 12V d'une prise 12V mâle étant supérieur à celui d'un jack à 4 voies, le contacteur ne s'insère pas dans le trou prévu pour le jack 3,5 mm et reste en contact avec le contacteur 5. La partie 12 est la partie de réception d'un connecteur mâle de produit audio nomade (fiche cylindrique de type jack ), ladite partie de réception 12 étant dans le prolongement et coaxiale au corps principal 9 de la prise de courant. Dans le cas d'une utilisation audio et alimentation, les collecteurs audio et alimentation de la prise jack 3,5 mm femelle 4 voies transmettent le flux audio et assurent l'alimentation du matériel. Trois voies b, c et d, sont reliées à l'entrée audio AU, respectivement aux bornes +, -, et masse m. Une voie a est celle de l'alimentation AL. Il est prévu un moyen de protection pour éviter une détérioration de l'équipement audio connecté lors du branchement de la prise jack, parce que le contacteur 12V va toucher l'ensemble des voies de la prise jack 3,5 mm. Il pourra s'agir d'un moyen de protection de type mécanique ou de type électrique. Un second mode de réalisation de l'invention est décrit maintenant en référence aux dessins des figures 5, 6A et 6B. Dans ce second mode de réalisation, comme dans le premier mode de réalisation, l'interface de connexion à la masse du véhicule est similaire à celle d'une prise 12V classique (connecteurs 3' sur la figure 5). En revanche, la connexion au circuit 12V se fait par l'intermédiaire d'un anneau conducteur 8' et la connexion au système audio est réalisée au moyen d'une prise femelle jack, référencée 4', plus précisément une prise jack miniature 3,5 mm à 3 voies se trouvant en lieu et place du connecteur 12V habituel. En ce qui concerne le connecteur femelle (voir figures 6A et 6B), dans le cas d'une utilisation en allume-cigare ou en prise 12V uniquement, un contacteur 12V, référencé 5', est situé dans le corps 9' du connecteur femelle de la prise allume-cigare. Ce contacteur 5' est isolé de la masse par une rondelle isolante 6'. Le diamètre d'un contacteur 12V d'une prise 12V mâle étant supérieur à celui d'un jack à 3 voies, le contacteur ne s'insère pas dans le trou prévu pour le jack 3,5 mm et reste en contact avec le contacteur 5'. La partie 12' est, de manière similaire au mode de réalisation précédent, la partie de réception d'un connecteur mâle de produit audio nomade (fiche cylindrique de type jack ), ladite partie de réception 12' étant dans le prolongement et coaxiale au corps principal 9' de la prise de courant. Dans le cas d'une utilisation audio et alimentation, les collecteurs audio et alimentation de la prise jack 3,5 mm femelle 3 voies transmettent le flux audio et assurent l'alimentation du matériel. Trois voies a', b' et c', sont reliées à l'entrée audio AU, respectivement aux bornes m (masse), -, +. L'alimentation se fait par les contacteurs 5' et 8'. Un moyen de protection pour éviter une détérioration de l'équipement audio connecté lors du branchement de la prise jack est également prévu. Il s'agit, dans le présent exemple, d'une gaine rétractable isolante 7' qui se retire lorsque le connecteur est mis en place. D'autres modes de réalisation que ceux décrits et représentés 10 précédemment peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Prise de courant électrique de véhicule caractérisée en ce qu'elle permet de recevoir la connexion d'un allume-cigare (10) ou de tout autre accessoire électrique (11) dédié à l'allume-cigare ou encore la connexion audio d'un produit audio nomade (N) afin d'alimenter ce dernier en énergie électrique et transmettre le flux audio en provenance dudit produit audio nomade vers le système de restitution sonore du véhicule. 2. Prise de courant électrique de véhicule selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen de connexion avec un connecteur mâle d'allume-cigare (10) ou d'accessoire électrique (11) dédié et un moyen d'alimentation en tension dudit allume-cigare (10) ou accessoire dédié (11), un moyen de connexion audio avec un connecteur mâle d'un produit audio nomade (N) et un moyen d'alimentation en tension dudit produit audio nomade (N), et en ce qu'il est prévu un moyen d'empêcher ledit connecteur mâle d'allume-cigare ou d'accessoire dédié d'être reçu dans le moyen de connexion du connecteur mâle de produit audio nomade (N). 3. Prise de courant électrique de véhicule selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un corps 25 principal (9 ; 9') destiné à recevoir mécaniquement les partiesde connecteur mâle d'un allume-cigare ou d'un accessoire électrique dédié, et une partie de réception d'un connecteur mâle de produit audio nomade (12 ; 12'), ladite partie de réception (12 ; 12') étant dans le prolongement et coaxiale au corps principal (9 ; 9') de la prise de courant. 4. Prise de courant électrique de véhicule selon la revendication 3, caractérisée en ce que le moyen de connexion avec un connecteur mâle d'allume-cigare ou accessoire dédié et d'alimentation en tension dudit allume-cigare ou accessoire dédié est constitué par un contacteur (5 ; 5') disposé au fond dudit corps principal (9 ; 9') de prise de courant, ledit contacteur (5 ; 5') étant isolé électriquement dudit corps de prise, et relié à une source de tension électrique. 5. Prise de courant électrique de véhicule selon la revendication 3, caractérisée en ce que le moyen de connexion avec le connecteur mâle d'un produit audio nomade et d'alimentation en tension dudit produit audio nomade est constitué par ladite partie de réception (12 ; 12') en forme de prise jack femelle. 6. Prise de courant électrique de véhicule selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que le moyen d'empêcher ledit connecteur mâle d'allume-cigare ou d'accessoire dédié d'être reçu dans le moyen de connexion avec le connecteur mâle d'un produit audio nomade est constitué par le diamètre du contacteur du connecteur mâle d'allumecigare ou d'accessoire dédié, lequel diamètre estsupérieur au diamètre interne de ladite partie de réception (12 ; 12') du connecteur femelle destinée à recevoir le connecteur mâle de produit audio nomade. 7. Prise de courant électrique de véhicule selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit contacteur (5 ; 5') disposé au fond du corps principal (9 ; 9') de la prise de courant présente la forme d'une rondelle plate, coaxiale au corps (9 ; 9') de la prise, percée en son centre d'un trou de diamètre légèrement supérieur au diamètre interne de ladite partie de réception (12 ; 12') du connecteur mâle d'un produit audio nomade. 8. Prise de courant électrique de véhicule selon l'une quelconque des revendications 4 et 7, caractérisée en ce que ledit contacteur (5 ; 5') est isolé électriquement du corps principal (9 ; 9') de la prise de courant au moyen d'une rondelle (6 ; 6') de matière isolante située entre ledit contacteur (5 ; 5') et le fond dudit corps principal (9 ; 9'). 9. Prise de courant électrique de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'il est prévu un moyen de protection (7') pour éviter une détérioration du produit audio nomade connecté lors de son branchement. 10. Prise de courant électrique de véhicule selon la revendication 9, caractérisée en ce que ladite protection (7') 25 est constituée par une gaine rétractable isolante qui se retirelorsque le connecteur mâle (4 ; 4') du produit audio nomade est mis en place. 11. Prise de courant électrique de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que ladite connexion de produit audio nomade est de type jack à quatre voies. 12. Prise de courant électrique de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que ladite connexion de produit audio nomade est de type jack à trois voies. 13. Prise de courant électrique de véhicule selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisée en ce que ladite connexion de type jack est une connexion de type jack miniature 3,5 mm.