Brevet FR2526558A1 — publié le 19831110

Commande de relevage électrohydraulique de tracteur agricole. L'invention se rapporte aux dispositifs de relevage des attelages d'outils équipant les tracteurs agricoles et destinés à permettre un contrôle de position en hauteur des outils et éventuellement un contrôle de l'effort de traction. On connaît déjà par les brevets français 2.171 967 et 2.435.187 de la demanderesse des commandes de relevage elec- trohydrauliques de tracteurs comprenant deux électrovalves de pilotage dans un sens ou dans l'autre d'un tiroir de distribution hydraulique contrôlant l'alimentation d'un vérin hydraulique de relevage et descente d'attelage du tracteur, lesdites électrovalves étant alimentées sélectivement par l'interme- diaire d'un amplificateur répondant a une tension d'erreur fournie par un circuit de consigne comprenant un comparateur des tensions fournies par un potentiomètre de consigne de position désirée en hauteur de l'attelage et par un capteur potentiométrique de position en hauteur effective de l'attelage.Le brevet 2.171.967 a notamment prévu dans une telle commande une sécurité de démarrage destinée à prévenir un mouvement intempestif de l'attelage au démarrage du moteur du tracteur, ainsi qu'une limitation d'amplitude de course en hauteur de l'attelage, faisant respectivement appel à un interrupteur à manoeuvre volontaire associé à un relais, et à des interrupteurs de fin de course du vérin. La présente invention a pour objet une réalisation purement électronique de telles sécurités s'intégrant avantageusement et aisément au bloc électronique de commande dudit relevage électrohydraulique et étant d'une grande fiabilité. Essentiellement, dans une commande de relevage électrohydraulique du genre précité, l'invention est caractérisée en ce que, comme moyens de sécurité de démarrage, elle comporte Ul, interrupteur de coupure de la liaison entre circuit de consigne et amplificateur d'erreur, cet interrupteur étant asservi, ainsi qu'un organe actif de sécurité de démarrage à la sortie d'un second comparateur répondant en entrée à un circuit de transfert de la tension d'écart entre le potentiomètre de consigne de position en hauteur et le capteur potentiométrique de position effective en hauteur précité, de sorte qu'il actionne l'interrupteur à la coupure et active l'organe de sécurité en cas de tension d'écart, afir de prévenir l'utilisateur d'avoir à annuler cet écart par manoeuvre du poten tiomètre de consigne en vue de pouvoir disposer effectivement de la commande de consigne de position. Elle est également caractérise en ce que, comme sécurité électronique de position haute maximale autorisé l'attelage, elle comprend un interrupteur de coupure de la liaison entre circuit de consigne et amplificateur d'erreur, cet interrupteur étant asservi à la sortie d'un troisième comparateur de tension dont les entrées sont connectées à la sortie du capteur potentiométrique de position effective en hauteur et à un potentiomètre à tension de sortie représentative de la position de hauteur maximale autorisez, de sorte que l'interrupteur est actionné à la coupure lorsque cette dernière est atteinte, une diode étant connectée en parallèle audit interrupteur et disposée en sens passant pour la polarité de tension de consigne correspondant à un ordre de descente de l'attelage.D'autres aspects d'une telle commande de relevage électrohydraulique de tracteur apparaîtront d'ailleurs ci-après dans la description d'un exemple de réalisation, faisant au dessin annexé l'objet d'une figure unique, qui est un schéma d'ensemble du bloc électronique de commande et de ses liaisons avec les potentiomètres de consigne et capteurs utilisés, ainsi qu'avec les électrovalves de pilotage du tiroir de distribution hydraulique.Au dessin, on a désigné par 1 un capteur potentiométrique de position effective en hauteur de l'attelage, par 2 un potentiométre de consigne de position en hauteur désirée de l'attelage, par 3 un potentiométre de consigne d'effort autorisé sur l'attelage, par 4 un capteur de mesure d'effort effectif appliqué à l'attelage, et par 5 un capteur potentiométrique de position effective d'un tiroir de distribution hydraulique qui n est pas ici représenté, mais qui est respectivement commandé dans le sens d'alimentation ou le sens inverse de mise à l'échappement d'un vérin hydraulique de relevage également non représenté, de manière connue en soi, par l'intermédiaire des électrovalves EV1 ou EV2 auxquelles est raccordé le bloc électronique défini par son contour 6 en traits interrompus.Les potentiomètres 1 et 2 sont reliés à des bornes à + 5 volts et - 5 volts et à la masse à O volt comme indiqué, et leurs curseurs sont reliés par l'intermédiaire de résistances 7, 8 à l'entrée inverseuse d'un amplificateur différentiel comparateur 9 dont l'entrée non inverseuse est reliée à la masse par une résistance 10. Un potentiométre 11 d'ajustage du montage est également relié à l'entrée inverseuse de l'amplificateur 9, qui comporte une boucle de réaction 12 sur cette entrée.Le potentiométre 3 est relié à une borne + 5 volts et à la masse à O volt, et le capteur d'effort 4 à jauge de contrainte, est relié à des bornes à + 5 volts et - 5 volts, le curseur du potentiomètre 3 et le point milieu de la jauge de contrainte du capteur d'effort étant respectivement reliés par des résistances 13, 14 à l'entrée inverseuse d'un amplificateur différentiel comparateur 15, comportant une boucle de réaction 16 sur cette entrée. Un potentiomètre 17 d'ajustage du montage est relié à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur 15 ainsi qu'à des bornes + 5 volts et - 5 volts. Les sorties des amplificateurs différentiels comparateurs 9-et 15 sont reliées en parallèle aux cathodes de deux diodes 18, 19 dont les anodes sont reliées par l'intermédiaire d'une résistance 20 à une borne + 5 volts, et par l'intermédiaire de deux interrupteurs analogiques en série 21, 22 (avec une diode 23 court-circuitant ce dernier) et d'une résistance 24, à l'entrée inverseuse d'un amplificateur différentiel 25 appelé à recevoir par cette voie une tension d'erreur ou de consigne sur laquelle on reviendra plus loin.A l'entrée inverseuse de l'amplificateur 25, outre une boucle de réaction 26, est connectée par l'intermédiaire d'une résistance ajustable 27, le curseur du capteur potentiométrique 5 de position du tiroir, tandis qu'à son entrée non inverseuse est connecté un potentiométre 28 destiné à y fournir une tension de référence correspondant à la position neutre du tiroir de distribution. La sortie de l'amplificateur différentiel 25 est connectée par l'intermédiaire de deux diodes 29, 30 montées tête-bêche en parallèle, à deux circuits 31, 32 gouvernant respectivement l'alimentation des électrovalves EV1, EV2, selon l'état passant de l'une ou l'autre diode.Ces circuits 31, 32 peuvent être du type tout ou rien ou, de manière également connue, à commande proportionnelle fonction de la tension d'entrée, faisant par exemple appel à une comparaison de la tension d'entrée du circuit avec un générateur de tension en dents de scie, exploitée pour produire une tension de commande impulsionnelle à rapport cyclique variable, de sorte que la vitesse de commande obtenue soit fonction de l'amplitude de la tension de consigne. L'interrupteur analogique 21 fait partie des moyens de sécurité de demarrage et son entrée de commande est connectée à la sortie d'un amplificateur différentiel comparateur 33 également reliée par une résistance à la base d'un transistor 34, dont le circuit d'émetteur comprend une résistance de charge 35 associée à une diode électroluminescente 36 destinée à servir d'organe de sécurité ainsi qu'on le verra plus loin. L'amplificateur 33 a son entrée non inverseuse reliée par l'intermédiaire de deux résistances 37, 38 aux sorties de deux amplificateurs différentiels 39, 40 montés en parallèle, recevant chacun sur une entrée de signe opposé par rapport à celui de l'autre et par l'intermédiaire de résistances 41, 42, la tension de sortie de l'amplificateur différentiel 9 comparateur des positions de consigne et effective en hauteur de l'attelage. Les deux autres entrées de signes opposés des amplificateurs différentiels 39, 40 sont respectivement reliées à des potentiomètres d'ajustage 43, 44 dont on verra le rôle plus loin. L'entrée inverseuse de l'amplificateur différentiel 33 est reliée à un potentiomètre d'équilibrage 45. Son entrée non inverseuse est également reliée à un condensateur 46 connecté à la sortie d'un amplificateur différentiel 47, dont l'entrée inverseuse est reliée au point milieu d'un ensemble RC à résistance 48 et condensateur 49, et dont l'entrée non inverseuse est reliée à un potentiomètre 50. L'entrée non inverseuse de l'amplificateur 33 est également reliée à la masse O volt par une résistance 51 et une boucle de réaction à résistance 52 est prévue entre la sortie de l'amplificateur et cette entrée. L'interrupteur analogique 22 fait partie des moyens de sécurité de position haute maximale autorisée de l'attelage et a son entrée de commande connectée à la sortie d'un amplificateur différentiel comparateur 53, dont l'entrée non inverseuse est reliée par l'intermédiaire d'une résistance 54 au curseur du capteur potentiométrique 1 de position en hauteur de l'attelage, et dont l'entrée inverseuse est reliée au curseur d'un potentiomètre 55 d'application d'une tension de référence. On rappelera sommairement que l'agencement de circuit connu des potentiométres de consigne 1 et 3 coopérant respectivement avec les capteurs 2 et 4 et avec les amplificateurs différentiels comparateurs 9 et 15, a pour résultat de créer au point C du schéma une tension de consigne destinée à être appliquée à l'amplificateur d'erreur 25 et qui est positive pour une commande de descente de l'attelage et négative pour une commande de montée, étant à voir qu'avec les diodes 18, 19 la commande de montée se trouve prioritaire. Lorsque, au démarrage du moteur du tracteur, l'utilisateur met le circuit électrique du tracteur sous tension, incluant le bloc de commande électronique 6, le condensateur 49 est chargé au travers de la résistance 48 et lorsque sa tension appliquée à l'entrée inverseuse de l'amplificateu différentiel 47 dépasse la tension de référence appliquée à l'autre entrée par le potentiomètre 50, la sortie de l'amplificateur 47 prend la valeur - Vsat.Il transmet ainsi par la voie du condensateur 46 une impulsion négative appliquée à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur différentiel 33 et destinée à en faire passer la sortie à -Vsat, la sortie globale des amplificateurs différentiels 39, 40 étant supposée nulle ou compensée par le potentiomètre 45 et se trouvant l'être effectivement, ainsi qu'on le verra plus loin, lorsqu'il existe une différence entre la position de l'attelage détectée par le capteur potentiométrique 1 et celle du potentiomètre de consigne 2 de position en hauteur.L'amplificateur différentiel 33 se maintient à l'état -Vsat pris en réponse à ladite impulsion négative, par le circuit d'auto maintien que constituent les résistances 52, 51, dont le point milieu reste alors à une tension négative Le circuit de retard RC48, 49 vise ici à permettre une initialisation normale de l'amplificateur 33 dans l'état de sortie -Vsat, étant à voire que l'ordre de grandeur du retard peut n'être que d'environ 10 millisecondes pour fixer les idées.L'amplificateur différentiel 33 étant à -Vsat en sortie, l'interrupteur analogique 21 est activé à la coupure du circuit de consigne précité, le tiroir de distribution hydraulique étant alors maintenu en position neutre par sa référence, c'est-à-dire que l'attelage ne bouge pratiquement pas au demarrage du moteur, et le transistor 34 étant rendu conducteur, de sorte que la diode électroluminescente 36 s'allume, indiquant à l'utilisateur qu'il est en état de sécurité de démarrage en l'absence de conci- dence entre la position en hauteur de l'attelage détectée par le capteur potentiométrique 1 et celle du potentiomètre de consigne en hauteur 2, c'est-à-dire qu'il ne dispose pas effectivement de cette commande de consigne En effet, en l'absence de cette coincidence, la sortie de l'amplificateur différentiel comparateur 9, qui peut être positive ou négative, se traduit à la sortie des amplificateurs différentiels 39, 40 par une sommation à peu près nulle, étant à voir que les potentiomètres 43, 44 sont ici utilisés le premier avec une faible tension négative et le second avec une faible tension positive pour constituer une petite plage d'écart par rapport à zéro volt, à laquelle est comparée la tension de sortie de l'amplificateur comparateur 9. Hors de cette plage, la sommation à peu près nulle des sorties des amplificateurs différentiels 39, 40 compensée à l'aide du potentiomètre d'équilibrage 45 à l'entrée inverseuse de l'amplificateur comparateur 33, laisse donc cet amplificateur 33 à -Vsat en sortie, de sorte que la sécurité de démarrage est établie L'utilisateur doit donc manoeuvrer le potentiomètre de consigne en hauteur 2 pour harmoniser sa position avec celle du capteur potentiométrique 1, ce qui revient à établir à la sortie de l'amplificateur différentiel comparateur 9 une tension à peu près nulle qui, dès qu'elle tombe dans la plage définie par les potentiomètres 43, 44, fait que les sorties des amplificateurs différentiels 39, 40 passent à + Vsat, et font alors basculer d'état l'amplificateur comparateur 33 dont la sortie passe à +Vsat et y reste par son circuit d'auto maintien 52, 51.Il en résulte que la diode électroluminescente 36 s'éteint et que l'interrupteur analogique 21 conduit, de sorte que l'utilisateur ne dispose qu'à partir de ce moment là de la commande de consigne pour agir sur le relevage hydraulique dont tout mouvement intempestif a été évité. Si une telle colncidence est déjà établie à la mise sous tension du tracteur, les tensions appliquées aux entrées de l'amplificateur différentiel comparateur 33 sont alors telles que l'impulsion négative transmise par le condensateur 46 ne suffit pas à faire basculer d'état l'amplificateur différentiel comparateur 33 dont la sortie restant à +Vsat empêche la diode électroluminescente des'allumer et n'active pas l'interrupteur de coupure 21, c'est-à-dire que la fonction sécurité de démarrage n'intervient pas comme n'étant pas nécessaire. Si l'utilisateur demande par le potentiomètre de consigne 2 une montée maximale de l'attelage, la tension du curseur du capteur potentiométrique 1 de position en hauteur qui est ici décroissante avec la montée de l'attelage, est appliquée à l'entrée de l'amplificateur différentiel comparateur 53 et comparée à la tension de référence déterminée par le potentiomètre 55, de sorte que lorsqu'elle vient à tomber à une valeur inférieure à cette tension de référence, la sortie de l'amplificateur différentiel 53 passe de +Vsat à -Vsat, de sorte que l'interrupteur analogique 22 est activé à la coupure du circuit de consigne, bloquant ainsi la montée de l'attelage à une valeur préréglable à l'aide du potentiomètre 55. On notera qu'alors la commande de descente, dont il a été dit qu'elle correspond à une tension de consigne de sens positif, peut toujours être mise en oeuvre et reste passante au travers de la diode 23, au seuil de conduction près de celle-ci. Lorsque l'attelage redescend au-dessous de sa position maximale en hauteur autorisée, dès que la tension au curseur du capteur potentiométrique 1 tombe en dessous de la tension de référence fournie par le potentiomètre 55, l'amplificateur différentiel comparateur 53 rebascule en sortie à l'état +Vsat et l'interrupteur analogique 22 est de nouveau activé à la fermeture, la commande de consigne étant alors totalement rétablie. On notera qu'il est également prévu d'appliquer aux entrées de l'amplificateur différentiel d'erreur ou de consigne 25 la tension du curseur du capteur potentiométrique 5 de la position du tiroir et une tension de référence provenant du curseur du potentiomètre 28 qui est ajustée de façon à assurer normalement, en l'absence de tension de consigne ou à la coupure de celle-ci par les interrupteurs analogiques de sécurité 21, 22, un centrage du tiroir de distribution hydraulique en position neutre. Bien entendu d'autres variantes peuvent être imaginées sans pour autant sortir du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1. Commande de relevage électrohydraulique de tracteur agricole, comprenant deux électrovalves de pilotage dans un sens ou dans l'autre d'un tiroir de distribution hydraulique contrôlant l'alimentation d'un vérin hydraulique de relevage et descente d'attelage du tracteur, lesdites électrovalves étant alimentées sélectivement par l'intermédiaire d'un amplificateur répondant à une tension d'erreur fournie par un circuit de consigne comprenant un premier comparateur des tensions fournies par un potentiomètre de consigne de position désirée en hauteur de l'attelage et par un capteur potentiométrique de position en hauteur effective de l'attelage, cette commande comprenant des moyens de sécurité de démarrage destinés à prévenir un mouvement intempestif de l'attelage au démarrage du moteur, caractérisée en ce que lesdits moyens de sécurité comprennent un interrupteur 21 de coupure de la liaison entre circuit de consigne (point C) et amplificateur d'erreur (25), cet interrupteur étant asservi, ainsi qu'un organe actif (36) de sécurité de démarrage à la sortie d'un second comparateur (33) répondant en entrée à un circuit de transfert de la tension d'écart entre le potentiomètre (2) de consigne de position en hauteur et le capteur potentiométrique (3) de position effective en hauteur, de sorte qu'il actionne l'interrupteur (21) a la coupure èt active l'organe de sécurité (36) en cas de tension d'écart, afin de prévenir l'utilisateur d'avoir à annuler cet encart par manoeuvre du potentiomètre de consigne (2) en vue de pouvoir disposer effectivement de la commande de consigne de position. 2. Commande de relevage électrohydraulique de tracteur agricole, comprenant deux électrovalves de pilotage dans un sens ou dans l'autre d'un tiroir de distribution hydraulique contrôlant l'alimentation d'un vérin hydraulique de relevage et descente d'attelage du tracteur, lesdites électrovalves étant alimentées sélectivement par l'intermédiaire d'un amplificateur répondant à une tension d'erreur fournie par un circuit de consigne comprenant un premier comparateur des tensions fournies par un potentiomètre de consigne de position désirée en hauteur de l'attelage et par un capteur potentiométrique de position en hauteur effective de l'attelage, caractérisée en ce qu'elle comporte une sécurité électronique de position haute maximale autorisée de l'attelage comprenant un interrupteur (22) de coupure de la liaison entre circuit de consigne et amplificateur d'erreur (25), qui est asservi à la sortie d'un troisième comparateur de tension (53) dont les entres sont connectées à la sortie du capteur potentiometrique (1) de position effective en hauteur et à un poten tionrètre (55) a tension de sortie représentative de la position de hauteur maximale autorisée, de sorte que l'interrupteur (22) est actionné à la coupure-lorsque cette position maximale est atteinte, une diode (23) étant connectée en parallèle audit interrupteur et disposée en sens passant pour la polarité de tension de consigne correspondant à un ordre de descente de l'attelage. 3. Commande de relevage électrohydraulique de tracteur agricole selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit amplificateur (25) de tension d'erreur est raccordé en permanence en entrée à un potentiomètre (28) à tension de sortie représentative de la position neutre du tiroir et à la sortie d'un capteur potentiométrique (5) de position du tiroir. 4. Commande de relevage électrohydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle le circuit de consigne comprend un autre comparateur (15) des tensions fournies par un potentiomètre de consigne (3) d'effort maximal autorisé sur l'attelage et par un capteur (4) de mesure d'effort effectif sur celui-ci, caractérisée en ce que les tensions d'écart en sortie du premier comparateur (9) et de l'autre comparateur (15) du circuit de consigne sont appliquées à l'entrée de l'amplificateur d'erreur (25) par l'intermédiaire de diodes de sélection (18, 19) privilégiant une erreur vers la montée. 5. Commande de relevage électrohydraulique selon la revendication 1, caractérisée én ce que le second comparateur (33) a l'une de ses entrées reliées à la sortie de deux amplificateurs différentiels en parallèle (39, 40), sur deux entrées de signes opposés desquels est appliquée ladite tension d'écart et dont les deux autres entrées sont soumises à des tensions définissant une plage d'admission de tension d'écart équivalent à l'annulation d'écart précité à rechercher entre le potentiomètre de consigne (2) et le capteur potentiométrique (1) de position effective en hauteur de l'attelage. 6. Commande de relevage électrohydraulique selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'entrée du second comparateur (33) reliée aux deux amplificateurs différentiels (39, 40) est également reliée par l'intermédiaire d'un condensateur (46) à la sortie d'un troisième amplificateur différentiel (47) dont une entrée est reliée au point milieu d'un circuit (RC 48, 49) destiné à créer à la mise sous tension du circuit électrique du tracteur l'envoi par ce troisième amplificateur (47) et le condensateur (46), d'une impulsion d'initialisation d'état du second comparateur (33) correspondant à l'activation de l'interrupteur découpure (22) et de l'organe actif de sécurité précité (36) lorsque la tension d'écart n'est pas dans la plage d'admission prédéfinie, la sortie de l'amplificateur comparateur (33) étant reliée à son entrée précitée par une boucle d'auto-maintien (52, 51).