Brevet FR2466944A1 — publié le 19810417

- 1 - Véhicule équipé d'un dispositif d'épandage d'un liquide La présente invention concerne les techniques d'épandage d'engrais liquides, d'insecticides ou analogues et se rapporte plus particulièrement aux véhicules sur roues munis d'un dispositif d'épandage dont le débit est asservi à la vitesse de déplacement du véhicule sur le sol à traiter. Dans certains véhicules utilisés en agriculture, la mesure de la vitesse est obtenue à partir d'une roue non motrice, afin d'éviter les erreurs de mesure éventuelles dues au patinage d'une roue motrice. On connaît également des véhicules d'épandage dans lesquels le contrôle du débit du produit à épandre est assuré par une vanne commandée par des moyens électroniques qui élabo- rent des signaux de commande de la vanne à partir, d'une part, de don- nées de consignes relatives notamment à la vitesse de pulvérisation à obtenir et des types de buses de pulvérisation à utiliser sur le dispos- sitif d'épandage proprement dit, généralement constitué par une rampe et, d'autre part, de données relatives à la vitesse instantanée du vé- hicule, et à la pression du produit appliquées aux moyens électroniques par des capteurs de mesure appropriés. Parmi les agencements de ce type, on connaît en particulier un véhicule sur roues, muaen d'un dispositif d'épandage dont le débit est asservi à la vitesse de déplacement, ce dispositif comprenant un réservoir contenant un produit à épandre, une pompe reliée à la sortie du réservoir pour y aspirer de ce produit et, a l'entrée d'une chambre de distribution pour l'y transférer, une rampe d'épandage reliée à la sortie de la chambre de distribution, une vanne de régulation commandée par un moteur d'asservissement, alimentée en énergie par un système électronique en fonction, d'une part, de la vi- tesse du véhicule mesurée par un détecteur au niveau d'une roue non mo- trice du véhicule et, d'autre part, d'une donnée de référence, ladite vanne de régulation étant insérée dans une conduite de régulation re- liant le réservoir à une tuyauterie d'alimentation joignant la sortie de la pompe à l'entrée de la chambre de distribution, un manomètre mesu- rant en permanence la pression dans cette chambre de distribution et fournissant au système électronique un signal qui est comparé à un signal de référence fourni par un bloc de calcul, ce signal étant fonction de la vitesse du véhicule et de la quantité de produit à épandre par unité de surface, cette quantité étant déterminée par des réglages effectués res- pectivement par l'intermédiaire d'un organe d'affichage du débit de pro- duit à épandre et d'un organe d'affichage du type de buses équipant la rampe d'épandage. Un tel agencement permet de réduire considérablement les interventions de l'utilisateur dans les opérations de réglage qui sont toujours délicates à effectuer et qui nécessitent une in bonne qualification. L'invention vise à créer un véhicule d'épandage dont les réglages et l'utilisation soient encore simplifiés vis-à-vis des agencements connus. Elle a donc pour objet un véhicule sur roues muni d'un dispositif d'épandage comprenant un réservoir pour un produit à épandre, une pompe insérée dans une conduite reliant le réser- voir avec une rampe d'épandage, une vanne de régulation actionnée par un organe moteur commandé par un système électronique en fonction, d'une part, de la vitesse du véhicule et, d'autre part, de données de référence, ladite vanne de régulation étant insérée dans une conduite de régulation se trouvant en parallèle sur ladite pompe, caractérisé en ce que ledit système électronique est constitué par un régulateur comprenant un micro- processeur connecté, d'une part, à des moyens de codage de données rela- tives à la quantité de produit à épandre par unité de surface et à un paramètre relatif au type de buses de projection à choisir pour ladite rampe d'épandage et, d'autre part, à au moins un circuit d'interface de liaison du mircoprocesseur avec un capteur de vitesse et un capteur de pression ainsi qu'à un circuit d'interface de liaison avec ladite vanne. D'autres caractéristiques de.l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins an- nexés, donnés uniquement à titre d'exemple, - la Fig. l est une vue schématique d'un dispositif d'épandage équipant un véhicule suivant l'invention; - la Fig. 2 est un organigramme montrant le fonctionnement du microprocesseur utilisé dans le dispositif de la Fig. 1. - 2 - - 3 2466944 - la Fig. 3 est un schéma synoptique montrant la structure du calculateur utilisé; - la Fig. 4 est un schéma de l'inter- face insérée entre les capteurs de vitesse et de pression et le micro- processeur. Le dispositif d'épandage représenté à la Fig. 1 comporte un réservoir 1 pour le produit à épandre, relié par une conduite 2 à une pompe 3 destinée à acheminer le long d'une conduite 4 le produit à pulvériser vers une rampe d'arrosage 5 munie de buses ap- propriées, non représentées. Le réservoir 1 est, en outre, relié à la conduite 4, en aval de la pompe 3 par une conduite de régulation 6 dans laquelle une vanne de régulation 7 couplée à un moteur électrique d'entraTnement 8 commandé par un régulateur électronique 9. La rampe 5 est par ailleurs reliée au réservoir 1 par une conduite de dérivation 10 dans laquelle débouche la conduite 4 de liaison de la pompe 3 à la rampe 5. La liaison entre les conduites 4 et 10 est assurée par une vanne de dérivation 11. Le régulateur électronique 9 est connecté, d'une part, à un capteur de vitesse 12 associé à une roue non motrice 13 du véhicule d'épandage, à un capteur de pression 14 destiné à mesurer la pression régnant dans la conduite 4 en aval de la pompe 3 et, d'autre part, à un dispositif d'introduction de données relatives à la quantité Q de liquide à épandre par unité de surface et à un dispositif 16 d'introduction de données k relatives au type de buses dont doit être équipée la rampe 5. Les dispositifs 15 et 16 sont avantageu- sement constitués par des éléments à roues codeuses. Le régulatrut 9 est enfin connecté à un indicateur de vitesse 17 et à un indicateur de pres- sion 18 qui sont tous deux des indicateurs numériques. Dans le présent mode de réalisation, le régulateur électronique comporte avantageusement un microprocesseur au- quel les capteurs de pression et de vitesse sont connectés par l'intermé- diaire d'un circuit d'interface représenté à la Fig. 4 qui sera décrit par la suite. Le régulateur électronique 9 est en fait constitué comme le montre la Fig. 3, par un calculateur qui comporte un ensemble de conducteurs omnibus 20 auquel sont connectés des ensembles de codage 15, 16 destinés à assurer l'introduction des données rela- tives aux paramètres Q et k définis précédemment. Ces ensembles de codage 15 et 16 sont connectés aux conducteurs omnibus par l'inter- médiaire d'amplificateurs 21. Les conducteurs omnibus 20 sont, en outre, connectés aux capteurs de vitesse 12 et de pression 14, par l'in- termédiaire d'un circuit d'interface 22 et à la vanne 7, 8 par un cir- cuit d'interface 23. Dans le présent mode de réalisation, un ensemble d'entrée/ sortie 24 est, en outre, interposé entre les con- ducteurs 20 et lesdits circuits d'interface 22, 23. Le régulateur comporte, en outre, un microprocesseur 25, une mémoire vive 26 et une mémoire morte 27. En ce qui concerne l'ensemble d'entrée/ sortie 24, il est intégré à certains types de microprocesseurs tels que le SC/MP II. Le circuit d'interface associé aux cap- teurs de vitesse et de pression 12 et 14 est représenté à la Fig. 4. Il comporte un circuit 28 de mise en forme des signaux délivrés par le capteur de vitesse 12. La sortie du circuit est connectée à une entrée d'une première porte ET 29 dont une seconde entrée est connectée à un conducteur 30 de sélection de capteur. Il comporte, en outre, un circuit 31 convertisseur tension fréquence dont l'entrée est connectée à la sortiet du capteur de pression 14 et dont la sortie est connectée à une entrée d'une seconde porte ET 32 par l'intermédiaire d'un circuit de mise en forme 33. La seconde entrée de la porte ET 32 est connectée au conduc- teur 30 de sélection de capteur par l'intermédiaire d'un inverseur 34. Les sorties des portes 29 et 32 sont connectées chacune à une entrée d'une troisième porte OU 35, dont la sor- tie est reliée au reste du régulateur 9 par l'intermédiaire d'un multi- vibrateur monostable 36. Le circuit d'interface 23 de liaison avec la vanne 7, 8 est constitué par un simple étage de puissance à tran- sistors, et ne sera donc pas décrit plus en détail. Le fonctionnement du dispositif va être décrit en se référant à l'organigramme de la Fig. 2. Cependant, pour faci- liter la compréhension de cet organigramme, il convient au préalable de définir avec précision le problème à résoudre. 2466944' - 5 - Il s'agit d'épandre une quantité Qe de liquide sur une surface S en sachant que la véhicule d'épandage se déplace à une vitesse V et que les rampes de pulvérisation ont un dé- bit D. - Dans un exemple concret, on suppose que la trainée de liquide laissée sur le sol par la rampe est de O, 5 m. Sachant que la distance parcourue L est égale au produit V x t de la vitesse par le temps, la surface traitée lors d'un passage est: S = V x t x 0,5 S d'o l'on tire: t = V x 0,5 Le paramètre Q qui est la quantité de liquide répandu par unité de surface est défini par la relation: Q -Q - DxSD Or, Qe = D x t = V x S5 et Q V x O5 V x0,5t V x 0,5 On peut donc définir le paramètre Q par la relation générale:Q = K D K étant une constante (1) Or, le paramètre D étant difficile à mesurer, il est souvent remplacé par la pression P dans les canalisations liée au débit par une relation de la forme: D = k'Tr k est un coefficient dépendant du type de buse utilisée et de la densité du liquide épandu. La relation (1) devient alors Q = K (kV-) (2) On remarquera que les paramètres k et Q qui dépendent l'un du type de matériel utilisé et du type de liquide épan- du et l'autre du traitement désiréD ne varient pas pendant l'opération d'épandage. On constate en outre que pour que la re- lation (2) reste toujours vérifiée, le régulateur doit agir sur la pres- sion P si la vitesse V du véhicule varie. Au cours de la description de l'organi- gramme de la Fig. 2, on va utiliser les données s'uivantes Pcal qui est la valeur calculée de la pression à partir de la relation (2) et qui est la pression désirée à la sortie de la pompe 3; Pm qui est la pression instantanée fournie par le capeur 14; s qui est une petite plage de pression destinée à éviter que le système corrige en permanence la pression même si la vitesse est constante. -6- Par conséquent, la pression Pm, une fois le système stabilisé, doit satisfaire à la relation: Pcal - S étant matérialisées par les rectangles 40 et 41, respectivement. Puis comme indiqué par le rectangle 42, on procède à la lecture de la vitesse V suivie du calcul de la pression Pcal = K,( Q x V)2 en 43. Ensuite on procède, en 44, à la lecture de la pression mesurée. Le circuit d'interface de la Fig. 4 permet de sélectionner le capteur qui doit transmettre son information au régulateur électronique. A cet effet, un signal de sélection de capteur est appliqué au conducteur 30 de sorte que, lorsque la porte 29 reçoit un 1 binaire sur son entrée correspondante, la porte 32 reçoit un zéro en raison de la pr ésence de l'inverseur 34. Dans ce cas, ce sont les signaux en provenance du capteur de vitesse qui sont transmis par la porte 29 à la porte 35 et au monostable 36 qui les transforme en un train d'impulsions dans lequel la durée entre deux impulsions est inver- sement proportionnelle à la valeur à mesurer. Ces trains d'impulsions sont appliqués sur l'entrée d'interruption de l'ensemble d'entrée (sortie 24 du micro- processeur 25). Bien entendu, les signaux provenant du capteur de pression 14 sont sélectionnés de façon analogue lorsque le signal de sélection sur le conducteur 30 prend une valeur binaire zéro, ce qui provoque le blocage de la porte 29 et la conduction de la porte 32. La mesure du temps entre deux impulsions de sortie du circuit monostable 36 est assurée en incrémentant en perma- nence un compteur non représenté. Bien entendu, le circuit d'interface de la Fig. 4 peut être remplacé par deux circuits distincts de prélève- ment permanent des données des capteurs 12 et 14. -7- En se référant à nouveau à la Fig. 2, le losange 45 indique la comparaison de I Pm - Pcal I à. Si cette différence est inférieure à S l'opération d'asservissement s'arrête là et on recommance une nouvelle lecture de V. Si cette différence est supérieure à S on procède à une comparaison de Pm et de Pcal, comme le montre le losange 46. Si Pm > Pcal, on provoque en 47 une diminution de la pression à la sortie de la pompe 3 (Fig. 1). Dans le cas contraire, on provoque une augmentation de cette pression, puis on recommande les opérations préci- tees par la lecture de la vitesse de la roue 13 du vehicule. On voit donc que, grâce à l'agencement qui vient d'être décrit, les opérations que doit effectuer l'utilisateur du dispositif d'épandage sont réduites à l'affichage de la quantité Q de liquide à épandre par une unité de surface et la valeur k correspondant au type de buses à utiliser. Le reste des opérations est entièrement automatique. Il est essentiel de noter que l'avantage le plus important apporté par l'invention réside dans lafinesse du réglage que permet d'obtenir l'utilisation d'un circuit numérique et tout particu- lièrement l'introduction des variables à l'aide d'organes de codage numérique. En effet, on peut utiliser d'une part, un dispositif avec un nombre tres impor- tant et très varié de buses et, d'autre part, affiner la quantité des produits à épandre au centilitre près. Il convient en effet de rappeler qu'avec les dispositifs antérieurs, les variables êtaient introduitesà l'aide de boutons d'affichage qui portaient un nombre limité de graduations et qui permettaient donc de ne travailler qu'avec un nombre limité de buses différenti.C'est ainsi que si le fabricant des dispositifs antérieurs réalisait les boutons d'affichage en vue de l'utilisation de ce dispositif avec une série donnée de buses (série en général limitée à une dizaine de types de buses différents), si par la suite l'utilisateur désirait adapter sur le même dispositif une série différente de buses, cela lui était prati- quement impossible d'adapter le bouton d'affichage existant, prévu par le fabricant, à cette nouvelle série de buses. Ceci est en particulier le cas - 8 - lorsque les dispositifs sont exportés d'un pays dans un autre o les normes de fabrication, ou bien les conditions d'utilisation, exigent d'utiliser une série de buses totalement différentes. En revanche, en utilisant un dispositif muni d'un circuit conforme à l'invention, dont les valeurs d'entrée sont indiquées à l'aide d'organes de codage numérique, aucune adaptation n'est nécessaire puisque le codage permet d'utiliser un nombre infini de coefficients et donc un nombre aussi important que l'on désire de buses de types différents. Avec les dispositifs antérieurs? si l'on avait décidé, malgré les grandes difficultés présentées, d'adapter les circuits existants à l'usage de buses différentes, il aurait été nécessaire de modifier non seulement le bouton d'affichage lui-même, mais également un certain nombre des éléments du circuit d'entrée associé, tels que par exemple, les résistances de potentiomètres de réglage. Dans certains cas, il aurait même été nécessaire, pour éviter des opérations trop complexes, d'avoir à remplacer l'ensemble du bloc de calcul précédemment utilisé. Avec le dispositif conforme à l'invention, il est même possible d'utiliser des buses d'un type sortant nettement de la pratique courante, telles que par exemple, des buses spéciales de très grandes dimensions permettant l'épandage d'engrais en suspension. REVENDICATIONS 1 ) - Véhicule sur roues muni d'un disposi- tif d'épandage comprenant un réservoir pour un produit à épandre, une pompe insérée dans une conduite reliant le réservoir avec une rampe d'épandage, une vanne de régulation actionnée par un organe moteur commandé par un système électronique en fonction, d'une part, de la vitesse du véhicule et, d'autre part, de données de référence, ladite vanne de régulation étant insérée dans une conduite de réguïation se trouvant en parallèle sur ladite pompe, caractérise en ce que ledit système àlec- tronique est constitué par un régulateur (9) ccmprenant un miicroproces- seur (25) connecté d'une part à des moyens (15, 16) de codage de données relatives à la quantité Q de produit à épandre par unité de surface et à un paramètre k relatif au type de buses de projection à choisir pour la- dite rampe d'épandage (5), et d'autre part à au moins un circuit d'inter- face (22) de liaison du microprocesseur (25) avec un capteur'de vitesse (12) et un capteur de pression (14) ainsi qu'a un circuit d'interface (23) de liaison avec ladite vanne (7, 8). 2 ) - Véhicule suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit dainterface entre ledit microproces- seur (25) etlesditscapteurs de vitesse (12) et de pression (14) comprend des moyens (29, 32, 35) de sélection de capteur pour ne laisser passer vers ledit microprocesseur (25) que les informations provenant d'un seul desdits capteurs de vitesse (12) et de pression (14) en réponse à un si- gnal de sélection de capteur appliqué à une entrée (30) dudit circuit d'interface. 3 ) - Véhicule suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit circuit d'interface entre lesdits capteurs de vitesse et de pression (12, 14) et le microprocesseur comprend deux voies respectivement connectées au capteur de vitesse (12) et au capteur de pression (14), des circuits (28, 31) de mise en forme des signaux délivrés par lesdits capteurs de vitesse et de pression étant insérés dans chacune desdites voies en amont desdits moyens (29, 32, 35) de sélection de cap- teur. - 9 - - 10 - 4 ) - Véhicule suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'entre ledit capteur de pression (14) et ledit cir- cuit de mise en forme (33) est inséré un circuit (31) de conversion de la tension fournie par ledit capteur de pression en fréquence. 50) - Véhicule suivant l'une quelconque des revendications de 2 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de sé- lection de capteur comprennent une porte ET (29, 32) dont une entrée est connectée au capteur (12, 14) associé et dont une autre entrée est con-- nectée à un conducteur.(30) de sélection de capteur, un inverseur (34) étant inséré dans ledit conducteur de sélection de capteurs, entre les- dites autres entrées desdites portes (29, 32), les sorties de ces der- nières étant connectées chacune à une entrée d'une porte OU 35 dont la sortie est reliée au microprocesseur par l'intermédiaire d'un circuit monostable (36).