Brevet FR2239418A1 — publié le 19750228

L'invention concerne un dispositif électrique de réglage et de commande pour dispositifs hydrauliques de levage, en particulier sur des appareils agricoles, tels que faucheuses-batteuses et tracteurs, comportant au moins un pilote électrique de valeur prescrite pouvant être réglé sur la position souhaitée de l'appareil et (ou) sur une force de traction souhaitée et comportant au moins un pilote électrique de valeur instantanée prévu sur icappareil, I1 est connu, en particulier dans le cas des tracteurs agricoles, de monter des dispositifs hydrauliques de levage qui présentent des commandes électriques valeur pres- crite - valeur instantanée en vue de l'obtention de temps de réglage courts et une réponse précise dru système hydraulique. En outre, on s'efforce de maintenir la zone de réglage aussi étroite que possible1 afin que soit obtenue une commande aussi précise que possible. Toutefois, on a dû constater qu'il est gênant que l'appareil, en raison de sa masse suspendue sur ressorts, puisse facilement entrer en vibrations. Cela peut se produire du fait que, par exemple, après une différence de réglage qui survient, une opération de levage du dispositif hydraulique s'établit, .qui produit de nouveau un abaissement de la différence de réglage, jusqu'a' ce que l'opération de levage soit terminée en tant que telle. En raison de l'inertie de masse du dispositif hydraulique, jointe à la suspension sur ressorts de l'ensemble du système, le dispositif hydraulique poursuit toutefois son mouvement de levage.La différence de réglage change de signe et, à partir d'un point déterminé, commence l'opération d'abaissement commandée hydrauliquement. Lors de l'abaissement, il peut se produire de nouveau une oscillation poussée, de sorte que s'établit une opération de levage renon velée commandée hydrauliquement : l'appareil entre en oscilla- tions. L(invention a pour tâche d'empêcher une oscillation du dispositif hydraulique, dans le cas d'une zone de-réglage étroite, aussi exacte que possible, ctest-à- dire dans le cas d'une sensibilité élevée d'entrée en action. En même temps, il faut arriver à ce que pour une modification soudaine effective, de la grandeur de réglage, le régulateur procède immédiatement au réglage de cette modification avec son amplification aussi grande que possible. Ce problème est résolu, conformément à l'invention, du fait qu'il est prévu au moins deux étages de seuil, dont l'un peut être mis en action au-dessus d'une différence de réglage déterminée et dont 1 r autre peut être actionné au-dessms d'une résistance de réglage déterminée, du fait que des soupapes électromagnétiques sont prévues, qui sont reliées aux étages de seuil et qui peuvent être commandées par ces derniers, du fait qu2-à chaque soupape électromagnétique est associée une direction de mouvement opposée du dispositif de levage hydraulique et du fait qu'il est prévu un couplage réaction au moyen duquel9 après la mise en action d'une soupape électromagnétique, l'autre soupape électromagnétique ne peut agir qu'avec retardement. Une action particulièrement bonne est obtenue lorsque, conformément à un développement de l'invention, une borne sous tension de commande, pour le déclenchement d'une soupape électromagnétique est reliée par l'intermédiaire d'un organe d'intégration et (ou) d'un organe temporisateur à lten- trée deun étage de seuil associé à l'autre soupape électromagnétique. Les avantages, obtenus avec l'invention, résident particulièrement en ce que l'augmentation de la sensibilité d'entrée en action, rendue possible par la suppression des vibrations, permet une commande complètement automatique de l'appareil hydraulique. Csest ainsi que le conducteur d'une faucheuse-batteuse noa plus besoin de compenser manuellement chaque inégalité du sol ou chaque obstacle, mais que la table de fauchage, munie d'un palpeur, se déplace à une distance constante du sol. Grâce à un tel système, le conducteur se trouve déchargé et la machine peut etre employée d'une manière plus économique. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 représente un schéma de principe d'une table-sur une moissonneuse-batteuse, cette table étant commandée électroniquement - la figure 2 représente le schéma d'ensemble d'un exemple de réalisation d'un dispositif électrique de réglage et de commande - la figure 3 représente l'exécution détaillée du montage correspondant au schéma d'ensemble représenté sur la figure 2 - la figure 4 est un diagramme destiné à ltexplication du mode de fonctionnement. Dans le schéma de principe, représenté sur la figure 1, d'une moissonneuse-batteuse, il est prévu un dispositif de levage qui est réglé et commandé hydrauliquement. La table de moissonnage 11 est fixée de manière à pouvoir pivoter verticalement devant la moissonneuse-batteuse 10 et elle est déplacée par le cylindre hydraulique 12. Le cylindre hydraulique 12 est relié, par l'intermédiaire dsune soupape de réglage hydraulique commandée électromagnétiquement, non seulement avec une pompe hydraulique 14 mais aussi avec un réservoir 15 pour le fluide de travail. La soupape électromagnétique présente deux enroulements magnétiques 16/17. L'actionnement de ces enroulements magnétiques 16/17 est effectué par le dispositif électronique de commande 18, qui fait l'objet d'une description détaillée dans les figures suivantes.Pour l'alimentation en courant, la batterie 19 du véhicule est reliée par l'intermédiaire de la borne 20 avec le dispositif électronique de commande de 18 et avec les différents pilotes de valeur instantanée et de valeur prescrite. I1 est prévu comme pilotes de valeurs instantanées : un organe de mesure 21 de valeur instantanée, dépendant de la pression, relié à une conduite hydraulique aboutissant au cylindre hydraulique, un organe de mesure 22 de la valeur instantanée qui indique la position de la table de fauchage 71 et,porté par la table de fauchage, un organe de mesure de valeur instantanée se présentant sous la forme d'un palpeur 23 et indiquant la distance entre la table de fauchage et le sol. Comme pilote 24 de valeur prescrite, on emploie un élément de couplage qui est prévu au poste de service 25 et qui peut être manoeuvré par le conducteur de la machine. Tous les pilotes de valeur prescrite et de valeurs instantanées sont reliés au dispositif électronique de commande 18 et ils fournissent à ce dispositif~des signaux de courant continu qui sont liés à leurs fonctions. Quand est donné au dispositif électronique de commande, par les pilotes, le commandement de lever la table de fauchage, il s'écoule un courant à travers l'enroulement d'aimant 16. Par l'intermédiaire de la soupape de réglage hydraulique 13, la pompe hydraulique 14 se trouve reliée au cylindre hydraulique 12 et la table de fauchage se soulève. Si, par contre, le dispositif électronique de commande 18 donne un commandement d'abaissement, du courant s'écoule à travers l'enroulement dgaimant 17 et par l'intermédiaire de la soupape de réglage hydraulique 13, le liquide hydraulique peutrefluer du cylindre hydraulique 12 dans le réservoir 15. Quand le dispositif hydraulique de réglage, électriquement réglé et commandé, est monté dans un tracteur agricole, il peut etre prévu, en outre, un organe de mesure dépendant de la force, qui est de préférence relié électriquement avec organe de mesure dépendant de la position. Dans le schéma d'ensemble de la réalisation, représentée sur la figure 2, quatre résistances d'entrée 31 à 34 sont- reliées en commun à l'entrée produisant llinver- sion, d'un amplificateur opérationnel 35. Les raccordements libres de ces résistances 31 à 34 sont reliés aux pilotes de valeur instantanée 21 à 23 décrits sur la figure 1, ainsi qu'au pilote de valeur prescrite 24. L9amplificateur opérationnel 35 est monté en contre-réaction au moyen d'une résistance variable 36. La sortie de l'amplificateur opérationnel 35 est reliée aux entrées de deux étages de seuil 37, 38. Les sorties de ces étages de seuil 37, 38 sont reliées par lein- termédiaire d'étages d'amplification 39/40 aux enroulements 16/17 de la soupape de réglage hydraulique 13. Les extrémités d'enroulement opposées, dans chaque cas, de ces enroulements d'aimant 16/17 sont reliées à la masse. Les étages 37, 39, 16 sont associés à l'opération de levage, tandis que les étages 38, 40, 17 de l'opération d'abaissement du dispositif hydraulique. La sortie de l'étage amplificateur 39 est reliée par l'intermédiaire doun étage retardateur 43 à une autre entrée de l'étage 38 de seuil et la sortie de l'étage amplificateur 40 est reliée par l'intermédiaire d'un étage retardateur 41 avec une autre entrée de l'étage de seuil 37. Le mode de fonctionnement de ce montage sera expliqué en liaison avec le montage détaillé suivant la figure 3 et le diagramme suivant la figure 4. L'exemple de montage, suivant la figure 3, montre en principe la même disposition que le schéma de montage par blocs, suivant la figure 2. L'entrée n'inversant pas, de l'amplificateur opérationnel 35, est mise par l'inter médiaire d'un diviseur de tension 44/45, à un potentiel fixe. La sortie de l'amplificateur opérationnel 35 est reliée par l'intermédiaire d'une résistance de charge 46 à une borne 20 sous tension. Dans l'étage de seuil 37, il est prévu un transistor NPN, désigné par le repere 370, dont la base est mise par le diviseur de tension 371/372 à une tension de polarisation. Une diode 373, montée en série avec ce diviseur de tension, sert à la stabilisation de la température. L'émetteur du transistor 370 est relié, par l'intermédiaire d'une résistance d'entrée 374, à la sortie de l'amplificateur opérationnel 35. Une diode de protection 375, pour le transistor 370, relie l'émetteur de ce transistor à la base dudit transistor.Le collecteur du transistor 370 est relié, par l'intermédiaire d'un diviseur de tension 390/391 dans l'étage amplificateur 39, à-la borne 20 sous tension La prise du diviseur de tension 390/391 est reliée à la base d'un transistor PNP, désigné par le repère 392, dont l'émetteur est relié pareillement à la borne sous tension 20. Le collecteur du transistor 392 est relié à la masse par l'in- termédiaire du montage en série d'une résistance 393 de limitation du courant et de l'enroulement d'aimant 16. Le collecteur du transistor 392 est utilisé en outre à assurer la protection du transistor 392 et, en même temps, à assurer un couplage rapide de l'enroulement d'aimant 16 ; il est relié à la masse par l'intermédiaire du montage en série d'une résistance 394 et d'une diode de marche à vide 395. L'anode de la diode 395 de marche à vide est en outre à la masse.La cathode de la diode 395 de marche à vide est reliée, d'une part, par l'intermédiaire d'une résistance de réaction 376 à la base du transistor 370, en vue de permettre d'obtenir un couplage plus rapide de l'installation, et elle est reliée, en outre, par l'intermédiaire du montage d'une diode de charge 431, dtune résistance de charge réglagle 432 et d'une résistance de décharge réglable 433, à la base d'un transistor NPN 434 dans l'organe retardeur 43. L'émetteur du transistor 434 est relié par l'intermédiaire d'une résistance 435 à la masse et la base est reliée pareillement à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 436. Le point de jonction des deux résistances réglables 432 et 433 est, d'une part, relié à la masse par l'intermédiaire du montage en série d'un condensateur 437 et d'un interrupteur 438 et, d'autre part, relié au collecteur du transistor 434 par l'intermédiaire du montage en série dgun condensateur 439 et d'un interrupteur 440. Un transistor NPN désigné par le repère 380, dans le second étage de seuil 38, est relié par sa base, par l'intermédiaire d'une résistance de base 381, à la borne sous tension 20, ainsi que par l'intermédiaire d'une résistance d'entrée 384 à la sortie de l'amplificateur opérationnel 35. La prise d'un diviseur de tension 382/387 est reliée à l'émetteur du transistor 380. I1 est prévu, en série avec ce diviseur de tension 382/387 qui est monté entre la borne 20 sous tension et la masse, une diode 383 pour la stabilisation de la température. Une diode de protection 385 est montée entre l'émetteur et la base du transistor 380. Une résistance de réaction 386 conduit de la base du transistor 380 à l'étage amplificateur 40 qui est constitué d'une manière analogue à celle dont est constitué l'étage amplificateur 39.Les pièces de construction qui entrent dans la composition de cet étage sont désignées par des repères qui, par rapport à ceux de l'étage amplificateur 39, sont augmentés chacun de dix unités. Dgune manière analogue, l!é- tage retardateur 41 est constitué d'une manière analogue à celle dont est constitué l'étage retardateur 43 et les pièces de construction correspondantes sont désignées par des repères qui, par rapport à ceux de l'étage retardateur 43, sont diminués chacun de vingt unités.La base du transistor 380 est reliée par l'intermédiaire d'une résistance 441 au collecteur du transistor 434 et, d'une manière correspondante, la base du transistor 370 est reliée par l'intermédiaire d'une résistance 421 au collecteur du transistor 414. On va expliquer maintenant le mode de fonctionnement du dispositif suivant la figure 3, ou la figure 2, à l'aide du diagramme suivant la figure 4. Les signaux en courant continu des pilotes de valeur prescrite et de valeur instantanée 21 à 24 sont amenés, par l'intermédiaire des résistances 31 à 34, à l'entrée produisant l'inversion de leampli- ficateur opérationnel 35 dont l'entrée, qui n'invertit pas, est sous une tension fixe.Si, par une modification du pilote 24 de valeur prescrite, ou de l'un des pilotes 21 à 23 de valeur instantanée, la tension à l'entrée ne produisant pas l'inversion, de l'amplificateur opérationnel 35 est modifiée en direction positive ou en direction négative, il en résulte, à la sortie de l'amplificateur opérationnel 35 un signal en courant continu, qui est amené au transistor 370 dans l'étage de seuil 37 et au transistor 380 dans l'étage de seuil 38. Si la tension continue à la sortie de ltamplificateut opérationnel 35 une valeur comprise entre U1 et U2, aucun des étages de seuil ne répond. Si la tension s'élève et dépasse U1, le transistor 380 devient conducteur.Par l'intermédiaire des résistances 400/401, de l'intervalle collecteur-émetteur du transistor 380 et de la résistance 382, un courant peut maintenant s'écouler. Ce courant produit une tension à la base du transistor 402 et il rend ce transistor conducteur. Lt enroulement 17 d'aimant se trouve ainsi sis en action et une opération d'abaissement du dispositif hydraulique est amorcée. Les choses se passent d'une manière correspondante quand la tension continue à la sortie de l'amplificateur opérationnel 35 s'abaisse au-dessous de la valeur U2. Dans ce cas, le transistor 370 devient conducteur et il met en action d'une manière analogue, par l'intermédiaire du transistor 392, l'enroulement d'aimant 16. Une opération de levage se trouve de ce fait amorcée. Dans le cas représenté par le diagramme de la figure 4, un dépassement de U1 déclenche une opération -dfabaissement. En raison de l'abaissement, il se produit une modification correspondante de la tension continue fournie par les pilotes 22 et 23 et la tension continue existant à la sortie de l'amplificateur opérationnel 35 diminue de nouveau. Lorsque U1 est atteint, l'opération d'abaissement est achevée par la soupape magnétique et par le cylindre hydraulique. En raison de l'inertie de masse, par exemple de l'inertie de masse de la table de fauchage 11, et à cause de la suspension à ressort-de l'ensemble du dispositif, la table de fauchage 11 oscille en outre vers le bas. De ce fait, le pilote 23 de valeur instantanée et également le pilote 21 de valeur instantanée modifient encore leurs valeurs. C'est ainsi qu'il peut arriver -que la tension descende audessous de la valeur U2, ce qui, d'après la description donnée jusqutà présent, déclencherait une nouvelle opération de levage. Cela bloque l'étage retardateur 41 relié à l'étage de seuil 38. La tension qui prend naissance au début de l'opération d'abaissement au collecteur du transistor 402, est amenée par l'intermédiaire de la résistance 404, de la diode 411, de la résistance de charge réglable 412 et de la résistance réglable 413 à la base du transistor 414, de sorte que ce transistor devient conducteur et que le potentiel de la base du transistor s'abaisse, dune manière telle que pendant l'abaissement du dispositif hydraulique, l'enroulement 16 d'aimant ne peut pas être actif. En même temps, dans la position de couplage représentée sur la figure 3 des interrupteurs 418 et 420, le condensateur 419 est chargé. Quand le transistor 402 fait maintenant- barrage, le condensateur 419 se décharge de nouveau lentement et l'étage retardateur 41 agit comme intégrateur.Le transistor 414 devient maintenant de nouveau lentement conducteur et il en résulte une zone morte qui, dans le diagramme représenté sur la figure 4, est hachurée et dans laquelle aucune opération de levage ngest possible. Si, par contre, leinterrup- teur 420 est ouvert et si l'interrupteur 418 est fermé, c'est le condensateur 417 qui est chargé au lieu du condensateur 419. Ce dernier se décharge après franchissement lent de U1 vers le bas par l'intermédiaire de la résistance de décharge réglable 413 et de la résistance 416 jusquvà ce que la tension de base nécessaire du transistor ait été franchie vers le bas et que ce transistor fasse de nouveau barrage. Il en résulte ainsi, entre T1 et T2, un temps mort pendant lequel aucune opération de levage n'est possible. En faisant varier-les résistances réglables 412 et 413 ainsi que les positions de couplage des interrupteurs 418 et 420, on peut rendre optimale d'une manière quelconque la zone morte ou le temps mort. Il faut donner la préférence au réglage du temps mort quand, après un mouvement du dispositif hydraulique, un mouvement opposé ayant lieu peu de temps après doit être empêché en tout cas.Il peut en être ainsi quand, par le réglage, doit être empêchée seulement une oscillation du dispositif hydraulique. Si, par contre, il faut compenser des obstacles ou des inégalités du sol, il faut qu'un mouvement du dispositif hydraulique ayant lieu dans le sens opposé, peu après un mouvement soit prévu. Cela est possible avec le réglage de la zone morte. L(étage retardateur 43, au moyen duquel le potentiel de la base du transistor 380 peut être abaissé, correspond pour ce qui concerne sa constitution et son mode de fonctionnement, & l'étage retardateur 41 et il sert au réglage de l'opération inverse en ce qui concerne la description qui précède. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1) Dispositif électrique de réglage et de commande pour dispositifs hydrauliques de levage, en parti- culier sur des appareils agricoles tels que faucheuses-batteuses et tracteurs, comportantau moins un pilote électrique de valeur prescrite pouvant être réglé sur la position souhaitée de l'åp pareil ou sur une force de traction souhaitée et comportant au moins un pilote électrique de valeur instantanée prévu sur l'appareil, dispositif caractérisé en ce qu'il est prévu au moins deux étages de seuil (37, 38) dont l'un peut être mis en action au-dessus d'une différence de réglage déterminée et l'autre auodessous de cette différence de réglage, en ce que des soupapes électromagnétiques (16, 17) reliées aux étages de seuil (37, 38) peuvent être commandées par ces derniers, en ce qugà chaque soupape électromagnétique est associée une direction de mouvement opposée du dispositif de levage hydraulique (11, 12), et en ce qu'il est prévu un couplage à réaction au moyen duquel, après la mise en action d'une soupape électromagnétique, l'autre soupape électromagnétique ne peut agir qu'avec retardement. 2) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'unie borne ayant la tension de commande pour le déclenchement d'une soupape électromagnétique (16, 17) est reliée par l'intermédiaire d'un organe intégrateur (434/439 ou 414/419) avec l'entrée de l'étage de seuil (38, 37) associé à l'autre soupape électromagnétique (17, 16). 3) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce queue borne à la tension de commande pour le déclenchement d'une soupape électromagnétique (16, 17) est reliée par l'intermédiaire dgun organe de temps (434/437 ou 414/417) avec l'entrée de l'étage de seuil (38, 37) associé à l'autre soupape électromagnétique (17, 16). 4) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des résistances réglables (432, 433, 412, 413) sont prévues dans les organes de temps et dans les organes d'intégration pour le réglage du comportement de retard. 5) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, dans chaque cas, il est prévu entre un étage de seuil (37, 383 et une soupape électromagnétique associée (16, 17), un étage amplificateur (39,40). 6) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les étages de seuil (37, 38) sont précédés par un amplificateur opérationnel (35). 7) Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'amplificateur opérationnel (35) est monté en tant que régulateur PD non linéaire.