Brevet FR2548400A1 — publié le 19850104

La présente invention concerne un véhicule utilitaire à fonctionnement automatique et plus précisément un tel véhicule ayant des capteurs d'asservissement destinés à détecter des limites prédéterminées de zones de fonctionnement afin qu'il suive automatiquement la limite. Les véhicules utilitaires à fonctionnement automatique de ce type connus jusqu'à présent comportent des capteurs de servomécanisme destinés à détecter 10 les limites des zones de fonctionnement afin qu'ils corrigent automatiquement la direction de déplacement d'après le résultat de la détection et qu'ils fassent fonctionner automatiquement le véhicule dans une direction prédéterminée le long de la limite sous 15 la commande du servomécanisme. Cependant, lorsque le véhicule utilitaire à fonctionnement automatique est destiné à se déplacer sur le sol, par exemple dans le cas d'une tondeuse, et lorsqu'il comporte un dispositif de commande classique 20 à servomécanisme destiné à se déplacer le long de la limite d'une zone travaillée et d'une zone non travaillée constituant la limite précitée de la zone de fonctionnement, le véhicule présente l'inconvénient de laisser des traces en zigzag ou de se déplacer 25 dans des directions qui dévient car la limite a de façon générale de nombreuses irrégularités le long desquelles le véhicule se déplace sous la commande du servomécanisme au lieu de progresser en ligne droite. L'invention remédie à cet inconvénient et concerne un véhicule utilitaire à fonctionnement automatique équipé d'un dispositif de commande qui assure un fonctionnement en ligne droite même lorsque les limites des zones de travail sont mal définies. Plus précisément, l'invention concerne un tel véhicule utilitaire à fonctionnement automatique ayant des capteurs de servomécanisme et caractérisé en ce qu'il a un capteur d'orientation destiné à détecter la direction de déplacement afin qu'il compare l'orientation détectée à une orientation de référence, et un dispositif de commande de direction par lequel, lorsque la différence d'orientation entre l'orientation détectée 5 et l'orientation de référence dépasse une valeur prédéterminée, le véhicule est dirigé en direction faisant un angle déterminé jusqu'à ce que la différence d'orientation diminue à une valeur inférieure à une erreur non permise, tout en étant dégagé de la commande de 10 direction par le capteur de servomécanisme. Grace à la caractéristique précitée, le véhicule selon l'invention présente l'avantage essentiel suivant. Le véhicule utilitaire selon l'invention, lorsqu'il est sous la commande du servomécanisme, 15 est aussi soumis à une commande d'orientation afin que les variations de la direction de-déplacement de la carrosserie du véhicule soient limitées à une valeur qui ne dépasse pas une plage prédéterminée de réglage de la direction de déplacement, si bien 20 que le véhicule se déplace convenablement en ligne droite s'en s'écarter beaucoup de la direction voulue même lorsque les limites des zones de travail sont mal définies. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue générale en plan d'un véhicule de tonte; la figure 2 est une élévation frontale partielle d'un capteur de servomécanisme; la figure 3 est un schéma d'un ensemble de commande; la figure 4 est un organigramme illustrant 35 le fonctionnement de l'unité de commande; la figure 5 est un organigramme illustrant le fonctionnement de l'unité de commande d'un autre mode de réalisation; La figure 6 est une vue générale en plan d'un autre mode de réalisatipn de véhicule de tonte; la figure 7 est une élévation frontale partielle du capteur de servomécanisme de ce véhicule; la figure 8 est un organigramme illustrant le fonctionnement de la commande de ce véhicule; et la figure 9 est un organigramme illustrant le fonctionnement de l'ensemble de commande. La figure 1 représente un véhicule de tonte qui constitue un véhicule à fonctionnement ou conduite automatique La carrosserie 1 du véhicule a un organe 4 de tonte mobile verticalement et suspendu sous elle, cet organe étant placé entre les roues avant et arrière 2, 3 La carrosserie 1 a, de part et d'autre de sa partie avant, des capteurs A de servomécanisme ayant une construction décrite dans la suite et destinés à détecter la limite d'une zone de fonctionnement, c'est-à-dire la limite L entre une zone B non tondue et une zone C tondue à l'emplacement de tonte. La carrosserie 1 du véhicule a en outre un capteur géomagnétique 5 destiné à détecter l'orientation de la direction de la carrosserie 1 du véhicule par détection de l'intensité du champ géomagnétique à un point de mesure. Les roues avant 2 qui constituent les roues directrices, sont dirigées d'une quantité spécifiée par un ensemble 6 de commande, vers la gauche ou vers la droite le long de la limite détectée par les capteurs A et d'après l'orientation détectée par le capteur 30 géomagnétique 5. Le capteur A de servomécanisme comporte deux photocapteurs 51, 52 tels que représentés sur la figure 2 Un châssis 8 de montage de capteur fixé à l'organe 4 de tonte porte de manière fixe des châssis 7 de 35 capteur ayant une forme sensiblement en U Chaque photocapteur comporte une paire d'éléments comprenant un élément photoémissif Pl et une cellule photoélectrique P 2, fixés sur les côtés opposés du châssis 7 et destinésà détecter la présence ou l'absence d'herbe dans l'espace les séparant lors du déplacement de la carrosserie 1 afin que la limite L entre la zone 5 non tondue B et la zone tondue C soit détectée Le capteur A n'est pas obligatoirement d'un type comprenant les photocapteurs 51, 52 mais il peut comprendre d'autres capteurs à contact ou sans contact ou de tout autre type. On considère maintenant un système de commande destiné à diriger automatiquement les roues avant 2 d'après les résultats donnés par les capteurs A de servomécanisme et le capteur 5 d'orientation, ayant la construction précitée, afin que la limite L et l'orientation W de la carrosserie du véhicule soient détectées. Comme l'indique la figure 3 qui représente la commande, les deux photocapteurs 521, 52 formant le capteur de servomécanisme A et le capteur 5 d'orienta20 tion transmettent des signaux à l'ensemble 6 de commande qui comprend essentiellement un micro-ordinateur. D'après les signaux détectés par les capteurs 51, 52 et 5, l'ensemble 5 de commande calcule les signaux de commande et les transmet de manière qu'il assure le pilotage d'un distributeur 10 à commande électromagnétique, qui commande lui-même un vérin hydraulique 9 jouant le rôle d'organe de manoeuvre qui dirige les roues avant 2. Plus précisément, lorsque la différence d'orien30 tation Ai entre l'orientation y détectée par le capteur géomagnétique 5 et une orientation prédéterminée de référence W O ne dépasse pas une valeur prédéterminée A 11, le véhicule est soumis à la commande habituelle de servomécanisme (commande "variable"), d'une manière 35 connue, d'après le résultat de la détection de la limite L par le capteur A de servomécanisme D'autre, part, lorsque la différence d'orientation AV dépasse la valeur prédéterminée ALY 1, le véhicule est temporairement retiré de la compétence de la commande de servomécanisme et est dirigé suivant un angle prédéterminé Y' jusqu'à ce que la différence d'orientation diminue à une valeur inférieure à une erreur non permise Ay 2. Ainsi, la carrosserie 1 du véhicule est sous la commande du servomécanisme d'après le résultat obtenu en réalité par détection de la limite L de la zone de fonctionnement et a la commande d'orientation 10 d'après la différence entre l'orientation de référence et l'orientation détectée y, si bien que les variations de la direction de déplacement de la carrosserie 1 peuvent être limitées à une valeur inférieure a une plage prédéterminée La carrosserie 1 a ainsi une bien meilleure aptitude à se déplacer en ligne droite et permet au véhicule de laisser des traces bien nettes. La figure 3 représente en outre un potentiomètre R destiné à détecter l'angle réel des directions des roues avant 2 Le signal de sortie parvient à l'ensemble 20 6 de commande afin qu'il permette un réglage par réaction. La figure 4 est un organigramme illustrant le fonctionnement précité de l'ensemble 6 de commande L'erreur non permise AY 2 est inférieure à la valeur prédéterminée A 1 À L'orientation de référence Y O peut être choisie comme étant l'orientation moyenne de la carrosserie lors du premier passage à l'emplacement de tonte ou l'orientation pendant le passage précédent. En outre, l'angle Y' de direction de la carrosserie jusqu'à ce que la différence d'orientation AL diminue à une valeur inférieure à l'erreur non permise AL 2 peut être réglé en fonction de la différence LY On considère maintenant un autre mode de 35 réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, le véhicule de tonte ayant la construction représentée sur les figures 1 à 3, est réalisé de manière que la condition de la commande de direction, d'après la différence d'orientation AV, soit déterminée d'après le résultat de la limite L par le capteur A de servomécanisme comme représenté sur l'organigramme de la figure 5. Plus précisément, pendant que le photocapteur 51 de la paire détecte la zone non tontue B alors que l'autre photocapteur 52 détecte la zone tontue C, c'est-à-dire lorsque le capteur de servomécanisme A détecte que la carrosserie se trouve le long de 10 la limite L, l'ensemble de direction est maintenu en position neutre, de manière classique, afin que la carrosserie du véhicule avance en ligne droite, alors que, lorsque les deux photocapteurs Sl et 52 détectent la zone non tondue B ou la zone tondue C, 15 c'est-à-dire lorsque le capteur A de servomécanisme détecte que la carrosserie s'écarte de la limite L, le paramètre de commande de direction est modifié d'après le résultat obtenu par le capteur de servomécanisme A et correspond au résultat obenu à l'aide du 20 capteur géomagnétique 5 afin que la carrosserie 1 du véhicule soit dirigée en fonction de la différence d'orientation Ay entre l'orientation Y détectée par le capteur géomagnétique 5 et l'orientation de référence O O ' Lorsque la différence d'orientation AV dépasse la valeur prédéterminée A 1, le capteur A de servomécanisme détectant que la direction de déplacement s'écarte de la limite L, la carrosserie 1 du véhicule est dirigée suivant un angle Y' supérieur à l'angle obtenu sous 30 la commande du capteur A de servomécanisme afin que la direction de conduite soit corrigée jusqu'a ce que la différence d'orientation al diminue à une valeur inférieure à l'erreur non permise A 2. D'autre part, la différence d'orientation au, lorsqu'elle est inférieure à la valeur prédéterminée Ad 1,,est interprétée comme indiquant que la limite L est en mauvais état à cause d'irrégularités Dans ce cas, l'ensemble de direction est ramené à force en position neutre afin que la carrosserie 1 du véhicule avanceen ligne droite. Ainsi, lorsque la carrosserie 1 du véhicule se déplace automatiquement dans une direction spécifiée de la manière décrite précédemment, la carrosserie 1 est soumise à la fois à la commande de servomécanisme, d'après le résultat de la détection de la limite prédéterminée L et à la commande d'orientation d'après le résultat de la détection de la carrosserie du véhicule, si bien que les variations de la direction de déplacement de la carrosserie 1 peuvent être réduites même lorsque la limite L est en mauvaise condition La carrosserie 1 du véhicule présente donc de remarquables propriétés 15 d'avance en ligne droite et laisse des traces bien nettes. On décrit maintenant un autre mode de réalisation de l'invention en référence aux figures 6 à 9. Dans ce mode de réalisation, une commande de direction mettant en oeuvre la différence d'orientation AY entre l'orientation y détectée par le capteur géomagnétique 5 et l'orientation de référence Y O est réalisée alors que le capteur A de servomécanisme se trouve en état de suivre la limite Le capteur A de servoméca25 nisme est destiné à comporter une zone d'insensibilité d de largeur plus grande qu'habituellement, dans laquelle il est insensible à la limite L qui doit être suivie, lors du contr 6 le du déplacement de la carrosserie du véhicule le long de la limite L. Comme l'indiquent les figures 6 et 7, le capteur A de servomécanisme a trois photocapteurs Sl, 52 et 53 qui sont séparés par des distances prédéterminées dans la direction latérale de la carrosserie 1. Habituellement, la limite L est détectée 35 par les deux photocapteurs adjacents Si, 52 Dans une plage prédéterminée de zones de travail, le véhicule se déplace de manière répétée en alternance en effectuant un premier trajet d'une extrémité de la zone à l'autre en tondant Chaque fois que le véhicule se déplace de manière alternative pendant un nombre prédéterminé de courses No, le capteur A de servomécanisme détecte la limite L avec le photocapteur externe 51 et le photocapteur 53 qui est placé, vers l'intérieur de la carrosserie 1, à une distance plus grande qu'habituellement, le capteur A pouvant avoir ainsi une zone d'insensibilité d de plus grande largeur. Habituellement, le vérin hydraulique 9 est commandé d'après la combinaison des résultats donnés parles photocapteurs 51, 52 qui sont placés l'un près de l'autre afin qu'ils détectent la zone non tondue B et la zone tondue C, si bien que le capteur externe 15 Sl détecte la zone tondue C et le photocapteur interne 52 la zone non tondue B afin que la carrosserie 1 soit disposée le long de la limite L Dans cet état, le véhicule fonctionne automatiquement à une vitesse prédéterminée, tout en tondant et en changeant de manière répétée de direction à la fin de chaque course. D'autre part, le nombre de courses parcourues est mesuré par comptage du nombre N de changements de direction Chaque fois que le nombre N atteint le nombre prédéterminé No, le photocapteur externe Sl et le troisième photocapteur interne 53, qui déterminent la zone d'insensibilité de largeur accrue d, sont utilisés dans la course suivante à la place de la combinaison des photocapteurs Sl, 52 afin que les roues avant 2 soient dirigées d'après la combinaison 30 des résultats obtenus à l'aide des photocapteurs 51, 53 En outre, lorsque le photocapteur Sl détecte la zone tondue C, le photocapteur 53 détectant la zone non tondue B, la carrosserie du véhicule est commandée d'après l'orientation Y détectée par le capteur 5 d'orientation si bien que la différence Aw entre l'orientation détectée Y et l'orientation de référence T O qui lui est comparée est inférieure à l'erreur non permise AW 2 De cette manière, la rectitude du trajet de déplacement de la carrosserie 1 et le parallélisme des courses sont automatiquement corrigés pour chaque nombre prédéterminé de courses No. La figure 8 est un organigramme illustrant le fonctionnement du système de commande de ce troisième mode de réalisation et la figure 9 est un organigramme illustrant le fonctionnement de l'unité de commande de ce système. Un photocapteur peut être placé par exemple au centre de la carrosserie 1 du véhicule, comme élément commun à des capteurs opposés A de servomécanisme, à la place du montage du photocapteur 53 pour chaque capteur opposé A. Bien entendu, diverses modifications peuvent 15 être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Véhicule utilitaire à fonctionnement automatique, comprenant des capteurs A de servomécanisme destinés à détecter une limite prédéterminée L d'une zone de fonctionnement afin qu'ils se déplacent automatiquement le long de la limite L, le véhicule étant caractérisé en ce qu'il comporte un capteur 5 d'orientation destiné à détecter la direction de déplacement afin que l'orientation détectée p soit comparée à une orientation de référence Y O ' et une commande de direction telle que, lorsque la différence d'orientation A entre l'orientation détectée y et l'orientation de référence Y O obtenue par comparaison, dépasse une valeur prédéterminée AV 1, le véhicule est dirigé avec une orientation spécifiée À' jusqu'à ce que la différence d'orientation AT diminue à une valeur inférieure à une erreur non permise AT 2, le véhicule n'étant plus alors sous la commande de direction du capteur A de servomécanisme. 2 Véhicule selon la revendication 1, comportant une commande destinée à ramener à force la direction en position neutre lorsque la différence d'orientation Y ne dépasse pas la valeur prédéterminée O ',afin que le véhicule ait sa direction commandée d'après 25 le résultat de la comparaison entre l'orientation détectée Ayet l'orientation de référence AT 1 3 Véhicule selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'angle de direction du véhicule jusqu'à ce que la différence d'orientation 30 AT diminue à une valeur inférieure à l'erreur non permise AT 2, est supérieur à un angle habituel de direction. 4 Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est dirigé d'après 35 la différence d'orientation L' lorsque le capteur A de servomécanisme détecte que le véhicule ne suit pas la limite L.