Brevet FR2164469A1 — publié le 19730803

La présente invention concerne les engins de construction de routes et de terrassement et, plus particulièrement, les dispositifs pour la commande automatique de la position de l'organe de service sur ces engins. Des dispositifs, pour la commande automatique de la position de l'organe de service des engins mentionnés plus haut, sont déjà connus et comportent un capteur de la position de l'organe de service en hauteur, et un capteur de position de l'organe de service suivant l'inclinaison transversale, branchés tous deux par l'intermédiaire de rlégulateurs à amplificateurs, aux mécanismes d'actionnement correspondants, assurant le déplacement de l'organe de service respectivement en hauteur et suivant l'inclinaison transversale (ces dispositifs sont décrits par exemple dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique nO 3.156.989 et n" 3.229.391, ainsi que dans le brevet français nO 1.383.763). L'inconvénient de ces dispositifs réside dans k fait qu'en présence d'une modification locale fréquente du relief de la surface à traiter, il n'est pas assuré un degré de précision suffisamment élevé de b commande de l'organe de service par suite de la fréquence d'enclenchement excessive des mécanismes d'actionnement. Les dispositifs de ce type ne permettent pas en outre d'utiliser les mêmes régulateurs au cours de l'application de capteurs avec différentes caractéristiques, ainsi que sur les engins à différents paramètres dynamiques, ce qui élimine toute possibilité d'application universelle de ces dispositifs. D'autres dispositifs sont également connus pour la commande automatique de la position de l'organe de service des engins de terrassement et de construction de routes. Dans ces dispositifs, afin d'améliorer la précision de la commande, il est fait appel à des régulateurs avec commande de l'organe de service à deux vitesses, ou à commande proportionnelle. Cela est décrit par exemple dans un article de la revue "Transaction of Society of Instrument Technology", (1967, nO 19, page 4). L'inconvénient de ces dispositifs réside dans leur construction complexe, donc dans leur fiabilité de service réduite. Lorsque la température ambiante varie dans une large gamme, la précision de commande nécessaire n'est pas garantie. Le but de l'invention est de pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus. L'invention propose de mettre au point un dispositif pour la commande automatique de la position de son organe de service qui éliminerait toute possibilité de mise en action des mécanismes d'actionnement par les signaux momentanés du capteur, et qui assurerait également la réduction du courant initial au collecteur du transistor de sortie de l'amplificateur. Le but de l'invention est atteint par le fait que, dans le dispositif pour la commande automatique de la position de l'organe de service des engins mentionnés plus haut, comportant des capteurs de position de l'organe de service en hauteur et suivant l'inclinaison transversale, connectés, par l'intermédiaire de régulateurs à amplificateurs de sortie à semi-conducteurs, aux mécanismes d'actionnement de déplacement de l'organe de service en hauteur et suivant l'inclinaison transversale, conformément à l'invention, chaque amplificateur comporte un élément contrôlé à caractéristique de thyratron, intercalé dans le circuit émetteur du transistor de sortie et comporte un circuit à retard de l'enclenchement du mécanisme d'actionnement correspondant par rapport au signal du capteur respectif. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente le schéma fonctionnel du dispositif pour la commande automatique de l'organe de service (conventionnellement, une seule des deux voies de commande est représentée, celles-ci étant identiques); et - les figures 2 et 3 représentent deux modes de réalisation de l'amplificateur de sortie respectivement recommandés pour les retards imposés, de courte et de longue durée, à l'enclenchement des mécanismes d'actionnement. Le dispositif pour la commande automatique de la position de l'organe de service est constitué de deux voies identiques : la commande de la position de l'organe de service en hauteur, et la commande de la position de l'organe de service suivant l'inclinaison transversale. La figure 1 représente l'une de ces deux voies. Chaque voie comporte un capteur de position 1 de l'organe de.service 2, en hauteur ou suivant l'inclinaison transversale, en fonction de la destination de la voie, ce capteur étant monté sur l'organe de service même, et branché au mécanisme exécutif correspondant 3, de la servocommande 4 de l'organe de service 2, par l'intermédiaire du régulateur 5, comportant un amplificateur de sortie 6 à semi-conducteurs, à élément contrôlé 7 avec caractéristique de thyratron, ainsi qu'un circuit 8, pour le retardement à l'enclenchement du mécanisme dlactionnement 3, assurant le déplacement correspondant de l'organe de service. L'amplificateur 6 peut être de deux types pour des retardements imposés de faible et de grande durée à l'enclenchement des mécanismes d'actionnement. L'amplificateur (figure 2), du type à faible retardement, comporte deux étages d'ainplification préliminaire du signal de sortie du capteur 1, montés sur les transistors 9 et 10, et un étage d'amplification à la sortie sur transistor 11, à l'émetteur duquel est branché l'élément contrôlé 7, disposant d'une caractéristique de thyratron, et préparé à la mise en action par une polarisation maintenue en permanence à partir du pôle positif de la source d'alimentation. Le circuit à retard 8 est constitué par le condensateur 12 dont la valeur peut être modifiée par la résistance 13. L'avantage de l'amplificateur de ce type réside dans la simplicité et le prix peu élevé de ce modèle. L'amplificateur (figure 3), du type à retard important, comporte deux étages d'amplification préliminaire et un étage d'amplification à la sortie, analogues à l'amplificateur du premier type; tandis que son circuit à retard comporte le transistor supplémentaire 19 et commande directement l'élément 7. L'avantage de l'amplificateur de ce type se traduit par une amélioration du régime de transition du transistor de sortie 11, grace à la réduction de la durée d'accroissement du courant de charge du mécanisme d'actionnement 3 passant par ce dernier, ce qui supprime l'échauffement du transistor en présence d'un retard considérable. La description du fonctionnement d'un dispositif de commande automatique de la position de l'organe de service, par exemp-le d'une niveleuse automotrice, conforme au premier type d'amplificateur 6, sera donnée maintenant. Si, pendant le fonctionnement, l'organe de service 2 occupe sa position imposée, le signal à la sortie de chacun des capteurs 1 est nul ; le transistor 9 est alors bloqué et le condensateur 12 est rechargé par le circuit "résistance 15 - diode 16" (figure 2). I1 en résulte que le transistor 10 est débloqué, le transistor 11 bloqué et que le mécanisme d'actionnement 3 avec enroulement de commande 17. est déclenché. Dès que la position de l'organe de service 2, par suite des irrégularités de la surface à niveler, diffère de la position donnée en hauteur ou suivant l'inclinaison transversale, à la sortie d'un des capteurs 1, ou des deux capteurs, un signal est appliqué à l'entrée de l'amplificateur correspzndrt 6. Dans ce cas, le transistor 9 se débloque et le condensateur 12 commence à se décharger par l'intermédiaire de la résistance 13 et de la jonction baseémetteur du transistor 10. Au fur et à mesure de la décharge du condensateur 12, le potentiel à la base du transistor 10 se réduit et, lorsqu'il atteint la và- leur imposée, le transistor 10 se bloque. La durée de décharge du condensateur 12 et, par conséquent, le retard du blocage du transistor 10, par rapport au signal d'entrée est réglée à l'aide de la résistance 13.Au cours du blocage du transistor 10, le transistor de sortie 11 se débloque, et la tension est disponible aux bornes de l'enroulement de commande 17 du mécanisme d'actionnement 3. L'élément contrôlé 7 disposant d'une caractéristique de thyratron, constitue à l'état bloqué un élément à résistance élevée, qui, en étant branché à l'émetteur du transistor de sortie 11, engendre à la base de ce dernier un polarisation positive, étant donné que la base est connectée au pôle positif de la source d'alimentation par l'intermédiaire de la faible résistance du transistor débloqué 10. Quand le transistor 11 est débloqué, il se produit un accroissement de l'intensité du courant qui le traverse et > lorsque cette dernière atteint une valeur 8 laquelle est actionné l'élément contrôlé 7, la résistance de ce dernier tombe brusquement par suite de lteffet de thyratron. L'accroissement consécutif du courant passant par le transistor 11 se produira par impulsions, à la suite de quoi le mécanisme d'actionnement correspondant 3 de l'organe de service sera actionné en faisant déplacer ce dernier dans un sens qui annulera sa déviation par rapport à la position donnée. Le fonctionnement du dispositif de commande automatique de la position de l'organe de service avec l'amplificateur du second type consiste à engendrer le retard de l'enclenchement du mécanisme d'actionnement et à commander l'élément 7. En l'absence de signaux émis par les capteurs 1, le transistor 9 est bloqué, lé transistor 10 est débloqué, et le condensateur 12 se décharge. par le circuit "diode 18 - transistor débloqué 10", ligure 3), le transistor 19 étant alors bloqué ; et, sur 1?électrode de commande de l'élément 7,.il n'y a pas de signal de polarité positive nécessaire pour son déblocage. Etant donné que le transistor de sortie 11 est bloqué, la tension anodique à ltélëment contré 7 est nulle et, dans ce cas, l'élément 7 dispooed'une résistance élevée. Par conséquent, le courant ne passe pas par l'enroulement 17, et le mécanisme d'actionnement correspondant sera isolé. Pendant l'inclinaison de l'organe de service par rapport à la position donnée, à la sortie des capteurs 1, sera émis un signal provoquant le déblocage du transistor 9 -et le blocage du transistor 10. A la base du transistor de sortie 11 est alors délivré un signal de polarité négative, nécessaire pour le déblocage du transistor 11. Cependant, son déblocage ne se produit pas tant que l'élément contrôlé 7 n'est pas débloqué. Ce dernier se débloque avec un certain retard par rapport au signal de sortie du capteur 1. Ce retard est déterminé par la durée de recharge du condensateur 12 s'effectuant par l'intermédiaire du circuit "résistance 20 - résistance 13" (figure 3), donc par le moment de déblocage du transistor 19; à l'électrode contrôlée de l1éîément 7, il se forme alors un signal de polarité positive provoquant le déblocage de l'élément 7, cela provoquant le déblocage simultané du transistor 11 préalablement préparé au déblocage, ainsi que la mise en service du mécanisme d'actionnement assurant le déplacement de l'organe de service nécessaire pour placer ce dernier à la position donnée. REVENDICATION Dispositif, pour la commande automatique de la position d'un organe de service sur les engins de construction de routes et de terrassement, comportant des capteurs de position de l'organe de service en hauteur et suivant l'inclinaison transversale, branchés par l'intermédiaire de régulateurs comportant des amplificateurs de sortie à semi-conducteurs, aux mécanismes d'actionnement de déplacement de l'organe de service en hauteur et suivant l'inclinaison transversale, caractérisé par le fait que chaque amplificateur comporte un élément contrôlé à caractéristique de thyratron, et un transistor de sortie branché au circuit émetteur, ainsi qu'un circuit à retard de l'enclenchement du mécanisme d'actionnement correspondant par rapport au signal du capteur correspondant.