Brevet FR2504701A1 — publié le 19821029

Dispositif de commande de correction automatique de dévers pour échelle orientable déployable ou bras élévateur analogue sur véhicule. L'invention se rapporte à un dispositif de commande de correction de dévers pour échelle orientable déployable ou bras élévateur analogue sur véhicule, du type comprenant une tourelle orientable ayant avec l'échelle ou ledit bras une liaison articulée de compensation de dévers, un actionneur correcteur de dévers interposé entre l'échelle et la tourelle, cette dernière étant soumise à un actionneur de pivotement à commande proportionnelle à un signal électrique représentatif de la vitesse commandée et comprenant un capteur électrique de mesure de l'angle d'orientation de l'échelle. Les dispositifs de correction de dévers connus ont l'in- convénient d'être du type à commande tout ou rien et d'agir par à coups lors du pivotement ou en fin de pivotement de manière plus gênante encore. La présente invention a pour objet d'éliminer un tel in- convénient en harmonisant mieux la correction de dévers avec la commande de pivotement. Essentiellement, à cet effet, le dispositif de commande de correction automatique de dévers selon l'invention, pour une échelle orientable déployable ou un bras élévateur ana- logue sur véhicule du genre prédéfini, est caractérisé en ce qu'il comporte des capteurs électriques de mesure de la pente du véhicule suivant deux directions transversales l'une par rapport à l'autre associés à un microprocesseur ayant des entrées d'acquisition des mesures précitées et comprenant en outre en mémoire une séquence de calcul cyclique de la vitesse théorique de correction de dévers déterminée à partir de la valeur du signal représentatif de la vitesse de pivotement et en fonction des données des capteurs électriques de mesure précités, en vue de fournir sur une sortie du microprocesseur connectée à un organe à commande électrique proportionnelle de l'actionneur correcteur de dévers, un signal représentatif de la vitesse de correction de dévers liant cette dernière tempo- rellement à la vitesse de pivotement. 2 t 04701 Dans le cadre de l'invention, on peut bien entendu en outre prendre aussi en compte l'écart entre le dévers réel mesuré à l'aide d'un capteur et un dévers théorique ici cal- culable dans le microprocesseur, aux fins d'ajustement du dévers suivant des techniques d'asservissement connues de l'homme de l'art, pour aboutir finalement au dévers théorique en fin de manoeuvre. Plus particulièrement, et sous une forme préférée, le dispositif de commande selon l'invention comprend alors un capteur électrique de mesure de l'angle de dévers associé à une entrée d'acquisition de ladite mesure par le microproces- seur, ce dernier comprenant en outre en mémoire une séquence de calcul cyclique de l'angle de dévers théorique en fonction des données acquises de mesure de l'angle d'orientation de l'échelle et des pentes précitées, ainsi qu'une séquence de calcul cyclique destinée à ajouter à la vitesse théorique prédéfinie de correction de dévers, une valeur de correction de vitesse fonction de l'écart entre la valeur de l'angle de dévers théorique précitée et la valeur de l'angle de dévers acquise à partir du capteur précité correspondant On notera qu'un avantage du dispositif de commande selon l'invention réside alors aussi en ce que,partant des mesures de pentes de véhicule constamment prises en compte par le microprocesseur, il tient compte des variations de pente pouvant survenir en cours d'utilisation par modification de l'enfoncement des stabilisateurs dans le sol, ce qui n'est pas le cas des dis- positifs connus dans lesquels le dévers est corrigé à partir d'un réglage initial ou périodique de mise à l'horizontale de la tourelle. Un mode de réalisation d'une commande selon l'invention est d'ailleurs ciaprès décrit, à titre d'exemple, et en référence au dessin annexé, dans lequel: la fig 1 est une vue schématique illustrative d'une échelle déployable orientable montée sur véhicule et à la- quelle s'applique l'invention; la fig 2 est un schéma général d'ensemble des entrées et sorties d'un microprocesseur utilisé dans le cadre de l'inven- tion; 2 tà 4701 la fig 3 est un schéma des parties constitutives du microprocesseur et de ses éléments coopérants relatifs à la commande dé pivotement de l'échelle et à la correction auto- matique de dévers qui lui est liée; la fig 4 est un schéma illustratif du système de com- mande hydraulique de l'échelle relatif au mouvement de pivo- tement et à la correction de dévers; la fig 5 est l'organigramme de principe de la commande de correction automatique de dévers. L'échelle sur véhicule représentée à la fig 1 est cons- -tituée: d'un châssis 1 à cabine non représentée et à quatre vérins de calage tels que 2, destinés à assurer la stabilité du châssis pendant l'utilisation de l'échelle Chacun des 1 vérins est monté sur une poutre support télescopique 3 qui permet d'ajuster le polygonne d'appui à la place disponible autour du véhicule D'une tourelle d'orientation 4 qui peut pivoter par rapport au châssis autour d'un axe 4 a (angle O) Cette tou- relle comporte en outre une partie 5 articulée autour d'un axe horizontal 5 a en vue de maintenir l'axe des éléments d'échelle dans un plan vertical passant par cet axe même lorsque le véhicule est incliné, afin d'annuler tout dévers par variation de l'angle Jr. D'un support d'échelle 6 appelé berceau, articulé autour d'un axe horizontal 6 a, et qui permet de faire varier l'angle de dressage Z 4, de l'échelle. De quatre plans d'échelle télescopiques 7, 8, 9, 10 à développement simultané. D'une plate-forme de sauvetage amovible 11 articulée en bout du plan d'échelle 10 suivant un axe 12 afin de pouvoir conserver l'horizontalité de son plancher pendant les mouve- ments de dressage ou d'abaissement (angle f 3). Les commandes des divers mouvements de l'échelle sont ici assurées par l'intermédiaire d'un microprocesseur MPU comme l'illustre le schéma de la fig 2, et peuvent l'être notamment suivant des dispositions particulières ayant fait l'objet de È 4701 la demande de brevet en France de la demanderesse N O 81 04 449 du 5 mars 1981 En bref, les informations de position de l'échelle délivrée par les différents capteurs sont lues périodiquement par le microprocesseur et mises en mémoire Le microprocesseur traite ces données et compare l'état de l'échelle à des limites d'utilisation stockées en mémoire permanente Les ordres de commande des mouvements donnés par l'opérateur sous forme de signaux électriques représentatifs du sens et de la vitesse de commande pénètrent dans le micro- processeur; ils sont validés ou modifiés selon le résultat de la comparaison de l'état de l'échelle aux limites d'utilisa- tion précitées puis transmis aux organes de commande de puis- sance, en faisant notamment intervenir une décélération pro- gressive des mouvements avant arrêt total. La fig 3 illustre la constitution générale du système électronique à microprocesseur pour ses seules parties rela- tives à la commande de pivotement et à la commande de correc- tion de dévers qui lui est liée Ce système comprend un mi- croprocesseur MPU, ici le 6802 de MOTOROLA, qui coordonne toutes les fonctions du système et possède une mémoire de travail RAM interne de 128 octets. Deux mémoires programmables REPROM 1 et 2, ici les 2716 de MOTOROLA La totalité du programme est enregistrée dans ces mémoires ( 4 K octets). Une mémoire de travail externe RAM ici la 6810 de MOTOROLA C'est dans cette mémoire que sont stockés les para- mètres extérieurs et les résultats des calculs ( 128 octets en plus des 128 octets du MPU). Des interfaces d'adaptation des entrées et sorties à codage d'adresse (PIA 1 et PIA 2) ici les 6821 de MOTOROLA. Tous ces éléments sont reliés ensemble par des BUS usuels BUS des DONNES = ensemble de fils véhiculant les informations d'entrées, sorties ou mémoire. BUS des ADRESSES = ensemble de fils comportant le codage des emplacements ou destinations des informations véhiculées par le BUS des DONNEES. BUS de COMMANDE = ensemble de fils par lesquels chemi- nent les signaux de commande auxiliaires validant les adresses et transferts des données. Les ordres de commande des trois mouvements de l'échelle sont de type analogique et appliqués sous forme de tension électrique aux bornes d'entrée El à E 3 d'un multiplexeur 13, ici le IH 6116 de TEKELEC, de même qu'est appliquée: à l'entrée E 4 la tension issue d'un codeur angulaire ou capteur potentiométrique de mesure de l'angle d'orientation 8 de l'échelle; à l'entrée E 5 la tension issue d'un inclinomètre de mesure de la pente du châssis du véhicule dans le sens longi- tudinal; à l'entrée E 6 la tension issue d'un inclinomètre de mesure de la pente du châssis du véhicule dans le sens trans- versal; à l'entrée E 7 la tension issue d'un codeur angulaire ou capteur potentiométrique de mesure de l'angle de dévers do existant entre la tourelle 4 et sa partie orientable 5, et donc entre le châssis et l'échelle Le multiplexeur 13 est suivi d'un convertisseur analogique/numérique 14 relié à l'interface d'adaptation des entrées PI Al. L'interface d'adaptation PIA 2 coopère avec un circuit de commande 15 des entrées et avec des circuits de sortie cons- titués notamment par des convertisseurs numériques/analogiques tels que 16, à sortie analogique Sl proportionnelle à la valeur de vitesse de pivotement de l'échelle à droite ou à gauche déterminée par le microprocesseur (et dont la polarité définit le sens) et 17, à sortie analogique 52 proportionnelle à la valeur de vitesse de correction de dévers déterminée par le microprocesseur et dont la polarité détermine aussi le sens de correction Un décodeur (ici le 74 LS 138 de MOTOROLA) sert de démultiplexeur pour le circuit de commande des entrées 15 et les circuits de sortie à convertisseur numérique/analogique tels que 16 et 17. La fig 4 illustre la commande hydraulique des mouvements de pivotement et de correction de dévers ici considérés, qui sont respectivement assurés par un moteur hydraulique 18 à deux sens opposés d'alimentation selon le sens de pivotement désiré de la tourelle 4, et par deux vérins hydrauliques 19 et interposés entre la tourelle 4 et sa partie annexe 5 de part et d'autre de l'axe de basculement 5 a de cette dernière, à deux sens opposés d'alimentation selon le sens de la cor- rection de dévers à appliquer. Une pompe à débit variable 21 alimente la tourelle de l'installation, par l'intermédiaire d'un joint tournant 22, à partir d'un réservoir 23 Un électrodistributeur à trois positions 24 alimente le moteur hydraulique 18 dans un sens ou dans l'autre selon le pivotement commandé à droite ou à gauche de l'échelle Un électrodistributeur à trois positions 25 alimente dans un sens ou dans l'autre les vérins 19, 20 selon le sens de la correction de dévers à appliquer Ces électro- distributeurs 24, 25 sont du type proportionnel, c'est-à-dire qu'ils délivrent un débit proportionnel à la tension de com- mande de leur bobine, dépendant respectivement des tensions de sortie des convertisseurs numériques/ analogiques 16 et 17 En outre, il est prévu un électrodistributeur 26 mis sous tension dès que l'un des électrodistributeurs 24, 25 est également mis sous tension, et qui sert à appliquer à la pompe 21 l'informa- tion de pression maximale nécessaire dans le ou les circuits d'alimentation mis en jeu, en vue d'adapter sa cylindrée à la pression d'utilisation requise et au débit juste nécessaire d'alimentation En l'absence de tension de commande de l'élec- trodistributeur 26, la cylindrée de la pompe 21 se trouve alors être mise ou ramenée à valeur nulle. L'organigramme du dispositif de commande de correction automatique de dévers est représenté à la fig 5, avec des calculs effectués sur la base des conventions suivantes: l'angle de pivotement O de l'échelle est mesuré dans le sens trigonométrique à partir de l'axe longitudinal du véhicule, l'origine étant prise en avant; la pente longitudinale Pl du véhicule est considérée de l'arrière vers l'avant du véhicule, positive si elle est montante et négative si descendante; la pente transversale Pt du véhicule est considérée de la droite vers la gauche du véhicule, positive si elle est montante et négative si descendante; l'angle de dévers J est considéré de l'arrière du véhicule, positif à droite et négatif à gauche par rapport au plan vertical passant par l'axe 5 a. 7- En premier, le véhicule étant supposé calé par les vérins stabilisateurs 2, le programme du microprocesseur lui fait acquérir en mémoire la mesure de pente longitudinale du châs- sis Pl effectuée à l'aide de l'inclinomètre correspondant connecté à l'entrée E 5 du multiplexeur 13, et la mesure de pente transversale Pt effectuée à l'aide de l'inclinomètre correspondant connecté à l'entrée E 6 du multiplexeur 13 Puis le microprocesseur met également en mémoire la mesure de l'angle de pivotement O de l'échelle effectué à l'aide du capteur ou codeur connecté à l'entrée E 4 du multiplexeur 13 suivie de la mise en mémoire de la mesure de l'angle de dévers J effectuée -à l'aide du capteur ou codeur connecté à l'entrée E 7 du multiplexeur 13 Puis le test de commande de pivotement est effectué, c'est-à-dire qu'est examinée la valeur de la tension de sortie Si du convertisseur numérique/analogique 16 commandant le pivotement de l'échelle Si donc la tension 51 est différente de zéro, il y a d'abord calcul de la vitesse de pivotement exprimée sous la forme O = f(Sl), par exemple à partir d'une loi de vitesse en mémoire fonction de la valeur du signal de commande de pivotement Si qu'il génère, puis calcul dérivé de la vitesse de base c J Oc à donner à la correction de dévers, suivant la formule J Oc = O W(Pl cos + Pt sin 9). Si la-tension Si est nulle, signifiant l'absence de commande de pivotement, la vitesse de base de correction de dévers est alors établie comme nulle Ces mesures permettent déjà d'harmoniser continuellement la correction automatique de dévers souhaitée avec la commande de pivotement de l'échelle compte tenu de la fréquence élevée à laquelle le microproces- O seur peut répéter une telle séquence. Cependant, il est ici en outre prévu de chercher à éli- miner autant que possible toute dérive que peut prendre la chaîne de commande du mouvement de correction de dévers, ne serait-ce que celle due par exemple aux variations de tempé- rature et donc de volume de l'huile du circuit hydraulique. A cet effet, sont prévues deux séquences supplémentaires de calcul, la première ayant pour objet le calcul de l'angle de dévers théorique J>c correspondant à l'angle de pivotement instantané O de l'échelle suivant la formule J c = Pl sinm Pt cos a la seconde ayant pour objet le calcul de la vitesse de correc- tion de dévers corrigée à appliquer c Por répondant à la for- mule: J Or =Coc + t c J a to dans laquelle t t O est un temps donné admis pour annuler l'é- cart entre l'angle de dévers théorique calculé Jnc et l'angle de dévers mesuré onde l'échelle. Un test de comparaison est ensuite prévu dans le micropro- cesseur entre cette vitesse de correction de dévers d or, prise en valeur absolue, et une valeur de vitesse minimale admise pour qu'il y ait un signal de correction émis sur la sortie 52 du convertisseur numérique/analogique 17 Ce test est suivi d'un test de signe de la vitesse C& r, c'est-à-dire que si elle est positive, la sortie 52 sera affectée du signe positif et inversement si la vitesse fosr est négative Puis le signal de commande de correction de dévers effective est alors émis sur la sortie 52 en fonction de la vitesse de correction de dévers corrigée Jfor précédemment calculée et par référence à une loi liant vitesse et signal de sortie mise en mémoire dans le microprocesseur 52 = f Bien entendu d'autres variantes peuvent être imaginées tout en restant dans le cadre de l'invention, étant notamment à bien voir que le dispositif selon l'invention n'est pas d'application limitée avec une commande générale à micropro- cesseur des fonctions de mise en oeuvre de l'échelle ou du bras élévateur, mais qu'il s'applique encore avec avantage à toute installation à actionneur de pivotement à commande proportionnelle répondant à un signal électrique représentatif de la vitesse commandée, quel qu'en soit le type. REVENDICATIONS i Dispositif de commande de correction automatique de dévers pour échelle orientable déployable ou bras élévateur analogue sur véhicule, comprenant une tourelle orientable ayant avec l'échelle une liaison articulée de compensation de dévers, un actionneur correcteur de dévers interposé entre l'échelle et la tourelle, cette dernière étant soumise à un actionneur de pivotement à commande proportionnelle à un signal électrique représentatif de la vitesse de pivotement commandé, et comprenant un capteur électrique de mesure de l'angle d'orientation de l'échelle, caractérisé en ce qu'il comporte des capteurs électriques de mesure de la pente du véhicule suivant deux directions transversales l'une par rapport à l'autre, associés à un microprocesseur ayant des entrées d'acquisition des mesures précitées et comprenant en outre en mémoire, une séquence de calcul cyclique de la vi- tesse théorique de correction de dévers déterminée à partir de la valeur du signal représentatif de la vitesse de pivotement et en fonction des données des capteurs électriques de mesure précités, en vue de fournir sur une sortie du microprocesseur connectée à un organe à commande électrique proportionnelle de l'actionneur correcteur de dévers, un signal représentatif de la vitesse de correction de dévers liant cette dernière tempo- rellement à la vitesse de pivotement. 2 Dispositif de commande de correction automatique de dévers selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur électrique de mesure de l'angle de dévers associé à une entrée d'acquisition de ladite mesure par le microprocesseur, ce dernier comprenant en outre en mémoire une séquence de calcul cyclique de l'angle de dévers théorique en fonction des données acquises de mesure de l'angle d'orienta- tion de l'échelle et des pentes précitées, ainsi qu'une sé- quence de calcul cyclique destinée à ajouter, à la vitesse théorique prédéfinie de correction de dévers, une valeur de correction de vitesse fonction de l'écart entre la valeur de l'angle de dévers théorique précitée et la valeur de l'angle de dévers acquise à partir du capteur précité correspondant.