Brevet FR2571207A1 — publié le 19860411

L'invention part d'un appareil pour régler la position d'un outil de travail articulé par l'intermédiaire d'un mécanisme de relevage à un véhicule de travail agricole, en particulier d'une charrue articulée à un tracteur, comprenant un dispositif qui détermine le patinage du véhiculesur le sol et forme après comparaison avec une valeur de consigne pour le patinage une déviation de réglage du patinage, pour régler par ce signal la position en hauteur de l'outil par son relevage, son abaissement ou son maintien au moyen du mécanisme de relevage, ainsi qu'un dispositif pour déterminer la valeur réelle et la valeur de consigne de l'effort de traction de l'outil et pour réinjecter la déviation de réglage de l'effort de traction en vue du réglage de l'outil. On connait déjà un tel appareil (Ismail, Singh, Gee Clough: A Preliminary Investigation of a combined Slip and Draught Control for Tractors; J. agric. Engng. Res. (1981) 26, 293 à 306) qui constitue un système de réglage de l'effort de traction prévu sur un tracteur auquel est articulée une charrue, système qui est complété par un circuit de réinjection de patinage. Dans cet appareil, un signal de différence constituant une déviation de réglage du patinage est formé à partir d'une valeur de consigne et d'une valeur réelle du patinage. Cette déviation de réglage du patinage est appliquée à la valeur de consigne de l'effort de traction, de manière que le signal résultant de la valeur de consigne de l'effort de traction devienne plus grand lorsque cette déviation de réglage du patinage est positive et devienne plus petit lorsqu'elle est négative.C'est seulement ce signal résultant de valeur de consigne de l'effort de traction qui est comparé avec le signal de valeur réelle de l'effort de traction et on tire de cette comparaison une déviation de réglage résultante qui est utilisée pour commander le relevage ou l'abaissement de la charrue. Avec ce type de combinaison des signaux pour la déviation de réglage du patinage et la valeur de consigne de l'effort de traction, on obtient pour l'effort de traction une valeur de consigne résultante qui peut être plus grande ou plus petite que la valeur de consigne proprement dite de cet effort. La déviation de réglage résultante, obtenue après la comparaison avec la valeur réelle de l'effort de traction, dépasse par conséquent la plage prévue pour elle, ou ne la remplit pas. Ceci peut conduire à un mode de fonctionnement défavorable du système de réglage.De plus, avec cette combinaison d'une régulation du patinage et d'une régulation de l'effort de traction, il n'est pas possible de faire entrer une large part de régulation du patinage dans la régulation globale parce que la valeur de consigne de l'effort de traction est toujours appliquée dans toute sa valeur pour etre ajoutée à la déviation de réglage du patinage. Or, dans toute une série de cas, une quote-part élevée en régulation de patinage peut être avantageuse. Par la demande de brevet allemand DE-OS 26 47 077, on connaît en outre un appareil pour régler la position d'une charrue articulée sur un tracteur, avec lequel la position de la charrue est réglée ou commandée en fonction des paramètres que sont le patinage du tracteur sur le sol et la profondeur du labour. Dans cet appareil, le signal de profondeur agit sur la régulation de patinage de manière que le labour ne puisse pas dépasser une profondeur déterminée. Un réglage de position dépendant d'un signal de profondeur a en outre l'inconvénient qu'il ne peut pas tenir compte de changements de vitessse du tracteur; de plus, la régulation de la profondeur ne détecte pas immédiatement les endroits où la terre à travailler est plus compacte. Cet appareil fonctionne de ce fait de manière insatisfaisante. L'invention vise notamment à éviter les inconvénients décrits ci-dessus de l1art antérieur. Selon l'invention, un appareil tel que défini au début est caractérisé en ce qu'il comprend en outre un mélangeur dans lequel la déviation de réglage du patinage du premier dispositif et la déviation de réglage de l'effort de traction du sécond dispositif sont traitées ensemble et que le signal de sortie de ce mélangeur, représentant une déviation de réglage résultante, est utilisé pour commander Le mécanisme de relevage. Comparativement à l'art antérieur, un appareil ainsi réalisé a l'avantage de permettre, moyennant une dépense relativement faible, un réglage de position optimal de l'outil dans les conditions de travail les plus diverses du véhicule. Surtout les changements de résistance dans la terre et des changements d'adhérence entre les roues du tracteur et la terre sont mieux maîtrisés, la tendance à l'oscillation ou au pompage du dispositif de réglage est diminuée et les arrêts du tracteur sur sol mouillé sont évités à peu près complètement. Par le mélange des déviations de réglage pour l'effort de traction et le patinage, l'une des déviations est toujours affaiblie et l'autre est renforcée ou inversement.De cette manière, la déviation de réglage résultante pour ta commande du mécanisme de relevage, donc pour le réglage de la position en hauteur de la charrue ou d'un autre outil, reste toujours dans la plage prévue pour elle. De plus, la quote-part de la régulation de patinage peut être choisie aussi grande que désirée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que du dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un tracteur auquel est articulée une charrue et qui est équipé d'un appareil selon L'invention pour régler la position en hauteur de la charrue; et - la figure 2 est un schéma fonctionnel de l'appareil de réglage selon la figure 1. La figure 1 montre de façon simplifiée un tracteur 10, au châssis duquel une charrue 12 est articulée de façon à pouvoir être relevée et abaissée à l'aide d'un mécanisme de relevage classique 11. Le mécanisme de relevage 11 comporte une tringlerie conventionnelle à trois points, constituée d'une barre supérieure 13 et de deux barres inférieurs 14, qu'un releveur hydraulique 15 peut manoeuvrer par l'intermédiaire d'un bras de relevage 16 et d'une barre de relevage 17. L'appareil comprend en outre deux capteurs d'effort 18 qui déterminent les efforts de traction dans les barres inférieures 14 en tant que mesure pour la charge en traction effective produite par la charrue 12. Comme le montre plus en détail la figure 2, les capteurs d'effort 18 font partie d'un premier dispositif 19 coordonné à la régulation de l'effort de traction et comportant en outre un générateur de valeur de consigne 21 pour La grandeur désirée de L'effort de traction. A partir des signaux des capteurs d'effort 18 et du générateur de valeur de consigne 21, un circuit de comparaison 22 détermine la déviation de réglage résultante pour l'effort de traction, laquelle est présentée sous forme d'un signal à une sortie 23 du premier dispositif 19. En combinaison avec la figure 1, la figure 2 montre également qu'un premier capteur de vitesse de rotation 25 est coordonné à l'une des roues arrière 24 du tracteur 10 pour fournir des signaux proportionnels à la vitesse circonférentielle de cette roue arrière motrice 24. A la roue avant non commandée 26 du tracteur 10 est coordonné en outre un second capteur de vitesse de rotation 27, lequel délivre par conséquent des signaux correspondant à la vitesse du tracteur 10. Les deux capteurs 25, 27 font partie d'un second dispositif 28 prévu pour la régulation du patinage. Ce dispositif 28 comporte un organe de commande électronique 29 qui détermine de façon habituelle le patinage à partir des signaux des deux capteurs 25 et 27.L'organe de commande 29 est relié également à un deuxième générateur de va leur de consigne 31 pour la présélection d'une grandeur déterminée pour le patinage. A partir du patinage calculé et de la valeur de consigne présélectionnée, L'organe de commande électronique 29 produit un signal qui représente La déviation de régLage du patinage et est présenté à la sortie 32 du second dispositif 28-. Les sorties des deux dispositifs 19 et 28 sont con nectées aux entrées d'un mélangeur 33 dans lequel les signaux pour Les déviations de réglage de l'effort de traction et du patinage sont traitées ensemble pour ce qui concerne leurs grandeurs et Leurs polarités. Le mélangeur 33 -délivre à sa sortie 34 un signal représentant une déviation de réglage résultante et qui est appliquée à un circuit d'asservissement 35. Au cas où La déviation de réglage résultante est supérieure à zéro, Le circuit d'asservissement 35 actionne une valve de levage 36 contenue dans une installation hydraulique non représentée et produisant par l'intermédiaire du releveur 15 et du mécanisme de relevage 11 un soulèvement plus ou moins grand de la charrue 12.Au cas où la déviation de réglage résultante sur la sortie 34 est au contraire inférieure à zéro, le circuit d'asservissement 35 actionne une valve d'abaissement 37 qui produit de façon analogue l'abaissement de la charrue 12. Le mélangeur 33 présente un élément de réglage 38 qui est en particulier un élément de réglage manuel et au moyen duquel les influences de la régulation de l'effort de traction et de la régulation du patinage peuvent être présélectionnées selon le rapport mutuel désiré. Les dispositifs 19 et 28 comme le mélangeur 33 font partie de l'appareil 39 pour le réglage de position de la charrue 12. Le mode de fonctionnement de l'appareil 39 pour régler la position de la charrue 12 sera décrit ci-après, le principe de fonctionnement d'une régulation de relevage étant supposé en soi connu. Le conducteur du tracteur 10 ajuste sur le générateur de valeur de consigne 21 la grandeur désirée de l'effort de traction en fonction des conditions de travail. Il ajuste en outre une grandeur déterminée pour le patinage sur le deuxième générateur de valeur de consigne 31. Des expériences ont montré que de bonnes performances sont réalisables au labour lorsque le patinage du tracteur 10 est ajusté à environ 15 %. Le conducteur présélectionne en outre, par l'élément de réglage 38, les quotes-parts des types de régulation, par exemple 50 % pour la régulation de l'effort et 50 % pour la régulation du patinage.Le principe de base du comportement de l'appareil 39 est que, lorsque l'effort de traction sur la charrue 12 est trop important, l'appareil 39 produit un soulèvement de la charrue 12, jusqu'à ce que la diminution ainsi produite de la résistance rencontrée pendant le labour se traduise par un effort de traction qui correspond à la valeur de consigne ajustée. A l'inverse, lorsque l'effort de traction est trop faible, la charrue 12 est amenée à s'enfoncer davantage dans la terre. La fonction de base de la régulation du patinage est de produire le soulèvement de la charrue 12 lorsque le patinage de la roue arrière 24 du tracteur devient trop important, ce qui conduit à une diminution de la résistance rencontrée pendant le labour et par suite à une réduction du patinage. Inversement, lorsque le patinage est trop faible sur la roue arrière 24, la charrue 12 est amenée à s'enfoncer davantage dans la terre, ce qui se traduit par une augmentation de la résistance rencontrée donc par un patinage plus important. La charrue est maintenue à la position qu'elle occupe à ce moment lorsque les déviations de réglage sont voisines de 0. Les influences des deux types de régulation, pour L'effort de traction et le patinage, sont combinées dans le mélangeur 33 par le traitement conjugué des déviations de réglage des dispositifs 19, 28 respectifs. Plus précisément, les déviations de réglage de l'effort de traction et du patinage sont additionnées en grandeur et en polarité, selon le rapport de mélange préfixé, pour produire une déviation de réglage résultante servant au pilotage des valves hydrauliques 36 et 37. Au cas où les deux dispositifs 19 et 28 appliquent des impulsions de levage au mélangeur 33, elles sont additionnées d'après leurs quotes-parts, conformément au rapport de mélange préajusté, et produisent une impulsion de levage à la sortie 34; il en va de même pour des impulsions d'abaissement.Des impulsions de levage d'un type de régulation et des impulsions d'abaissement de l'autre type de régulation sont également additionnées de façon analogue et produisent une impulsion de levage ou une impulsion d'abaissement sur la sortie 34. Le mélangeur 33 affaiblit toujours une déviation de réglage lorsque L'autre est renforcée. De cette manière, la déviation de réglage résultante reste toujours dans la plage prévue pour elle. De plus, la part de la régulation de patinage peut être ajustée comme désiré entre 0 et 100 %. Une telle régulation combinée effort de traction-patinage permet, pour la première fois, de maîtriser convenablement les brusques variations de la résistance opposée par la terre lors du labour et surtout les fortes variations de l'adhérence de la roue arrière motrice 24, de sorte que L'appareil de réglage 34 peut travailler de façon relativement stable et sans surmodulations. Ceci évite L'arrêt du tracteur 10 aux endroits bourbeux de faible étendue fréquemment rencontrés dans la pratique. Il s'est avéré qu'avec une attribution de parts égales au patinage et à l'effort de traction sur l'élément de réglage 38 de l'appareil 39 pour le réglage de la position en hauteur de la charrue 12, lorsque l'adhérence se dégrade brusquement d'un facteur 2,25 par exemple, le patinage passe seulement pendant peu de temps d'une valeur de départ de 12 % par exemple à environ 17 %, pour se stabiliser ensuite sans dépassements notables à 15 %. En même temps, lors d'une telle variation brusque de l'adhérence, pour une profondeur du labour d'environ 22 cm par exempLe, la charrue 12 est seulement soulevée de quelques centimètres, pour trouver, sans dépassements notables, un nouveau équilibre à une profondeur du labour d'environ 19 cm. Ce type de régulation combinée diminue ainsi considérablement la fréquence et les amplitudes des réglages, même sous les conditions défavorables, telles que de fortes variations de la résistance de la terre et surtout des variations de l'adhérence. Il va de soi que des modifications de l'appareil 39 représenté sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi qu'il peut être avantageux d'ajouter une part de régulation de position dans le système ou de tenir compte de La charge du moteur du tracteur 10. L'appareil n'est pas Limité à une exécution avec des moyens électroniques, des moyens hydrauLiques ou mécaniques sont possibles également. La réaLisation et ta nature des capteurs et des générateurs pour les valeurs réelles et les valeurs de consigne peuvent être choisies en conséquence. REVENDICATIONS 1. AppareiL pour régler la position d'un outil de travaiL articulé par L'intermédiaire d'un mécanisme de relevage à un véhicuLe de travail agricole, en particulier d'une charrue articulée à un tracteur, comprenant un dispositif qui détermine Le patinage du véhicule sur Le sol et forme après comparaison avec une valeur de consigne pour Le patinage une déviation de réglage du patinage, pour régLer par ce signal la position en hauteur de l'outil par son relevage, son abaissement ou son maintien au moyen du mécanisme de reLevage, ainsi qu'un dispositif pour déterminer la valeur réelLe et la vaLeur de consigne de l'effort de traction de l'outil et pour réinjecter la déviation de réglage de l'effort de traction en vue du réglage de l'outiL, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un mélangeur (33) dans lequel La déviation de réglage du patinage du premier dispositif (19) et la déviation de réglage de L'effort de traction du second dispositif (28) sont traitées ensembLe et que le signal de sortie de ce méLangeur, représentant une déviation de réglage résultante, est utilisé pour commander Le mécanisme de relevage (11). 2. AppareiL selon La revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs (19, 28, 33) pour déterminer et traiter le patinage, lteffort de traction et La déviation de réglage résultante sont réaLisés sous forme de systèmes électroniques. 3. AppareiL seLon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il assure également Le traitement de paramètres supplémentaires du véhicuLe de travail (10) et/ou de l'outil (12), en particulier un signaL de position et la vitesse de rotation du moteur du tracteur par exemple, dans le circuit de régulation du patinage et de L'effort de traction. 4. Appareil seLon L'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le rapport des signaux d'entrée à traiter est réglabLe à volonté sur le mélangeur (33), notamment à l'aide d'un éLément de réglage (38).