Brevet FR2639446A1 — publié le 19900525

L'invention concerne un dispositif pour La régulation de relevages, en particulier de relevages sur des machines agricoles, comprenant un organe d'ajustement de consigne pour préfixer une (valeur de) consigne, un capteur d'effort délivrant un signal représentatif de la valeur effective de l'effort ou signal d'effort effectif et un capteur de position délivrant un signal représen- tatif de la valeur effective de la position ou signal de position effective, avec formation d'un signal de valeur effective globale par une combinaison logique, un organe d'ajustement de mélange par lequel l'influence du signal d'effort effectif sur le signal de position effective peut être réduite, ainsi qu'un régulateur dans lequel l'écart de réglage est traité selon la différence entre la consigne et la valeur effective globale pour le contrôle ou la détermination d'une grandeur régLée. Un dispositif connu de ce type sert au contrôle de la position d'une charrue par rapport à un tracteur avec réglage de l'effort agissant sur la charrue. Cependant, pendant le labour dans un terrain de nature très variable, il se produit, avec un contrôle d'effort pur, de grandes amplitudes de réglage, conduisant à d'importantes fluctuations de la profondeur du labour. Afin d'apporter une amélioration à cette situation, il est déjà connu de réduire ces grandes amplitudes de réglage en uti- lisant à la fois un capteur d'effort qui délivre un signal d'effort effectif (XK) et un capteur de position qui délivre un signal de position effective (XL) et en opérant un mélange de ces signaux de valeurs effectives pour produire une valeur effective globale. Pour y parvenir, on additionne des pourcentages de ces signaux de valeurs effectives et les pourcentages correspondent à un signal de facteur de mélange () que l'on peut changer au moyen d'un organe d'ajustement de mélange. Le signal de position effective (XL) est multiplé par le signal de facteur de mélange (O), tandis que le signal d'effort effectif (XK) est multiplié par le facteur 1 moins le signal de facteur de mélange (1 - A). Par exemple, une valeur de X = 0,2 signifie que la fraction de la valeur effective de la posi- tion est de 20 % et que la fraction de la valeur effective de l'effort est de 80 %. Pour la sommation, il est à noter que le signal d'effort effectif XK est négatif (les efforts de traction maximaux XK = 0 sont associés à la plus petite valeur de consigne w = 0; les efforts de pression maximaux XK = -1 sont associés à la plus grande valeur de consigne w = 1). L'état d'équilibre est donc décrit par l'équation sui- vante: w = XL x - XK ( (1) une telle réalisation a essentiellement deux inconvénients: A moins que le signal de position effective ne soit par hasard égal à la valeur négative du signal d'effort effectif (XL = -XK), le signal de position effective change lors d'un rajus- tement du mélange ou du signal de facteur de mélange (G). Ceci est facile à démontrer en transformant l'équation (1) ci-dessus comme suit: w+ WK (1 -A) X = (la) L La régulation réagit de façon nuisible par un relèvement ou un abaissement non désiré du relevage, bien que seul le mélange du signal de position effective et du signal d'effort effectif ait été changé. C'est le premier inconvénient. L'équation transformée (la) montre également que l'influence du signal d'effort effectif (XK) sur le signal de posi- tion effective (XL) diminue à mesure que le signal de facteur de mélange (X) croît. Ceci conduit à la réduction désirée des ampli- tudes de réglage. Cependant, le deuxième inconvénient ressort clai- rement de l'équation (1): la régulation réagit de façon moins sensible à des changements du signal d'effort effectif (XK) en raison du facteur (1 - X). Selon une solution connue (DE-OS 31 28 713), le premier inconvénient serait évité par une normalisation (XK = -XL) pendant le rajustement du mélange. Toutefois, au passage du fonctionnement avec le contrôle habituel (XK e -XL) à la situation créée par le rajustement, lorsque la normalisation XK = -XL entre en action, le premier inconvénient réapparaît sous la forme d'un saut. Le but de L'invention est d'éviter les inconvénients décrits ci-dessus de l'art antérieur. A cet effet, selon un premier mode de réalisation de l'invention, un dispositif comme défini au début est caractérisé en ce que le circuit logique pour la combinaison du signal d'effort effectif et du signal de position effective, fournissant le signal de valeur effective globale, est réalisé de manière qu'un élément formateur de différence forme la différence entre le signal de position effective actuel et un signal de position effective de référence s'établissant à la suite d'un rajustement de la consigne et mémorisé dans une mémoire jusqu'au rajustement suivant de la consigne, ce qui produit un signal de différence par rapport à la position effective, que le signal de différence par rapport à la position effective soit multiplé dans un élément multiplicateur par un signal de facteur de mélange provenant de l'organe d'ajustement de mélange, ce qui produit un signal de position effective pondéré, que le signal d'effort effectif actuel (signal qui est négatif puisque les efforts de traction maximaux sont associés à la plus petite valeur de consigne) soit déduit du signal de position effectif pondéré dans un élément formateur de différence, ce qui produit un signal de différence par rapport à la position effective pondéré, et que la somme de ce signal de différence par rapport à la position effective et un signal de grandeur correctrice soit formée dans un élément de sommation, le signal somme, ainsi formé, étant envoyé au régulateur en tant que signal de valeur effective globale, le signal de position effective pondéré ou l'un de ses facteurs étant mis à zéro dans le circuit logique pendant la déter- mination du signal de position effective de référence à la suite d'un rajustement de la consigne, et la formation du signal de gran- deur- correctrice, effectuée à chaque rajustement du signal de facteur de mélange, comportant la multiplication du signal de dif- férence par rapport à la position effective par le signal de diffé- rence du rajustement du signal de facteur de mélange dans un élément multiplicateur, ainsi que la déduction de ce signal, dans un élément formateur de différence, d'un signal de grandeur correc- trice déterminé avant le rajustement, si ce signal n'est pas encore efface, le signal de grandeur correctrice, ainsi déterminé, étant mémorisé dans une mémoire jusqu'à la réaction détectée suivante de la régulation puis mis à zéro. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, un. dispositif comme défini au début est caractérisé en ce que le cir- cuit logique pour la combinaison du signal d'effort effectif et du signal de position effective, fournissant le signal de valeur effective globale, est réalisé de manière qu'un élément formateur de différence forme la différence entre le signal de position effective actuel et un signal de position effective de référence, s'établissant à la suite d'un rajustement de la consigne et mémo- risé dans une mémoire jusqu'au rajustement suivant de la consigne, ce qui produit un signal de différence par rapport à la position effective, que le signal de différence par rapport à la position effective soit multiplié dans un élément multiplicateur par un signal de facteur de mélange provenant de l'organe d'ajustement de mélange, ce qui produit un signal de position effective pondéré, que le signal d'effort effectif actuel (signal qui est négatif puisque les efforts de traction maximaux sont associés à la plus petite valeur de consigne) soit déduit du signal de position effec- tive pondéré dans un élément formateur de différence, ce qui pro- duit un signal de différence par rapport à la position effective pondéré, lequel est envoyé au régulateur en tant que signal de valeur effective globale, le signal de position effective pondéré ou l'un de ses facteurs étant mis à zéro et le nouveau signal de facteur de mélange, à la suite d'un rajustement, étant d'abord mémorisé seulement dans une mémoire et le signal de facteur de mélange utilisé jusqu'alors continuant à être mis à disposition pour la régulation, le nouveau signal de facteur de mélange étant utilisé pour la régulation à partir de la réaction détectée sui- vante de la régulation. Avec de tels dispositifs pour la régulation de relevages, il devient possible de changer le mélange sans que cela entraîne une réaction ou, en d'autres termes, lors d'un rajustement du signal de facteur de mélange, la régulation ne réagit en aucun cas par un relèvement ou un abaissement indésiré du relevage. De plus, l'influence du signaL d'effort effectif XK n'est pas affaiblie puisque ce signal n'est plus affecté d'un facteur inférieur à 1. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexes, sur lesquels: - la figure 1 montre un ordinogramme pour illustrer le fonctionnement de la régulation selon un premier mode de réalisa- tion; - la figure 2 représente un schéma synoptique pour ce premier mode de réalisation; et - la figure 3 montre un ordinogramme pour un deuxième mode de réalisation. On décrira maintenant la structure et le fonctionnement du premier mode de réalisation en référence aux figures 1 et 2. Une charrue 1 est reliée par l'intermédiaire d'un système de barres 2 à un tracteur sur lequel sont installés un capteur d'effort 3 destiné à générer un signal représentatif de la valeur réelle de l'effort ou signal d'effort effectif XK et un capteur de position 4 destiné à générer un signal représentatif de la valeur réelle de la posi- tion ou signal de position effective XL. Les deux signaux XK, XL sont combinés en un signal de valeur effective globale qui est envoyé par une ligne 5 à un élément de régulateur 6 en vue de la détermination de l'écart de réglage par rapport à une valeur de consigne ou consigne w, le signal établi étant soumis à un traite- ment consécutif dans un régulateur 8. La consigne w est ajustable par un organe d'ajustement de consigne, raccordé à la ligne 7. Un élément formateur de différence 9 forme la différence entre le signal de position effective XL actuel et un signal de position effective de référence XLO, s'établissant à la suite d'un rajustement de la consigne et mémorisé dans une mémoire 10 jusqu'au rajustement suivant de la consigne. Un signal XL - XLO de diffe- rence par rapport à la position effective est ainsi produit sur la ligne 11. Ce signal de différence par rapport à la position effec- tive XL - XLO est appliqué à un élément multiplicateur 12 o il est multiplié par un signal de facteur de mélange provenant d'un organe d'ajustement de mélange, raccordé à la ligne 13. Un signal (XL - XLO). de position effective pondéré est ainsi produit sur la ligne 14. Le signal d'effort effectif XK actuel (lequel est négatif) est déduit du signal de position effective pondéré dans un autre élément formateur de différence 15, ce qui produit un signal (XL - XLO).E - XK de différence par rapport à la position effective pondéré. Dans un élément de sommation 16, ce signal est additionné d'un signal de grandeur correctrice XLOO et le signal de valeur effective globale, ainsi formé, est envoyé par la ligne 5 à la régulation. La combinaison s'opère par conséquent selon l'équation suivante: W = (XL XLO) - XK + XLOO (2) Le signal de position effective de référence X est déterminé immédiatement après un rajustement de la consigne (ligne 7). Un tel rajustement de la consigne est constaté dans l'unité de commutation 17, avec le résultat que le facteur de mélange, provenant d'une mémoire 19, est temporairement effacé par la ligne 18, de sorte qu'un signal zéro est envoyé par la ligne 20 à l'élément multiplicateur 12. De ce fait, seul le signal d'effort effectif XK est appliqué à l'élément formateur de différence 15, ce qui veut dire que le terme (XL XL).E = 0 dans l'équation (2). De L LO plus, lors de la détection d'un rajustement de la consigne dans l'unité de commutation 17, le signal de grandeur correctrice XLOO, provenant d'une mémoire 22, est effacé à travers la ligne 21, si bien que ce signal n'apparaît pas sur l'élément de sommation 16, ni -dans l'équation (2). La valeur de position effective ou, plus précisément, son signal de position effective XL s'établissant à la suite d'un rajustement de la consigne, est envoyé à travers la ligne 23, l'unité de commutation 17 et la ligne 24 à la mémoire 10, o il est j 7 mémorisé en tant que nouveau signal de position effective de réfé- rence XLO (jusqu'à un rajustement suivant de la consigne). Le signal de grandeur correctrice XLOO empêche la réac- tion de la régulation lors d'un rajustement du signal de facteur de mélange c et il est déterminé et calculé par le dispositif comme décrit ci-après. Pour cette opération, il est tenu compte des états de la régulation avant le rajustement du signal de facteur de mélange c (indice 1) et après le rajustement du signal de facteur de mélange c (indice 2). En introduisant ces valeurs dans l'équa- tion (2), on obtient les relations suivantes: w= (XL - XLO) 1 XK + XL001 (3) w = (XL - XLO) 2 XK XL002 (4) Après égalisation de ces deux équations, on obtient: XL002 XL001 (XL - XLO)A, (5) o _ = 2 - 1est la valeur dont le signal de facteur de mélange a été rajusté. Ce calcul s'opère dans l'unité de commutation 25 en liai- son avec l'unité de commutation 26, laquelle détecte également le rajustement et la grandeur du rajustement du signal de facteur de mélange E. Les signaux XLOO1, XL et XLO, nécessaires pour le calcul, sont amenés à travers les lignes 27, 28 et 29, tandis que la valeur c1 mémorisée est amenée à travers la ligne 30. La valeur XL002 nouvellement calculée, est envoyée par la ligne 21 à la mémoire 22, y est mémorisée jusqu'à la réaction sui- vante de la régulation, dont la mémoire 22 est informée à travers la ligne 32, puis mise à zéro. L'équation (5) décrit par conséquent le cas général dans lequel, au début d'un rajustement du signal de facteur de mélange g, la mémoire 22 contient encore une valeur XLO01 précédemment mémorisée. Par contre, si la valeur XLO01 a déjà été effacée en raison d'une réaction précédente de la régulation et est donc nulle, l'équation (5) s'est simplifiée en l'équation suivante: XL002 = - (XL - XLO) (5a) Apres transformation de l'équation (2) w + XK - XLOO (2a) L LO + on voit que l'influence de XK sur XL diminue à mesure que C croît, de sorte que l'on obtient l'effet désiré pour la réduction des amplitudes de réglage. A l'aide de l'ordinogramme de la figure 1, on peut vérifier encore une fois qu'à chaque réaction de la régulation, la valeur XLOO stockée dans la mémoire 22 est ramenée à zéro. Lors d'un rajustement de la consigne, la valeur XloO est également ramenée immédiatement à zéro et, en plus, la valeur du signal de facteur de mélange E est également, temporairement, mise à zéro. Il est possible aussi, de façon analogue, de ramener tempo- rairement la valeur XL - XLO à zéro, ce qui produit le même effet. Lors d'une réaction de la régulation, le signal de position effec- tive qui s'est établi, est stocké en tant que nouvelle valeur XLO dans la mémoire 10. En plus, E est ramenée à la valeur originale, ou la valeur XL - XLO est de nouveau débloquée, c'est-à-dire rendue utilisable. Dans le cas d'un rajustement du signal de facteur de mélange E, la valeur XLOO2 est calculée selon l'équation (5) ou (5a) et mémorisée, ainsi qu'appliquée en tant que grandeur correc- trice à l'élément de sommation 16 jusqu'à la réaction suivante de la régulation. Un deuxième mode de réalisation sera décrit ci-après en référence à l'ordinogramme selon la figure 3. Cette variante de réalisation fonctionne selon l'équation suivante: w (XL X LO). -K (6) Elle correspond à l'équation (2) pour le cas o XLOO n'est pas uti- lisé ou a déjà été mis à zéro. Afin de pouvoir effectuer dans ce cas également un ajus- tement du mélange sans que cela entraîne une réaction, c'est-à-dire de manière que la régulation de réagisse pas par un relèvement ou un abaissement indésiré à la suite d'un rajustement du mélange, la valeur XLOO n'est pas calculée, mais un signal de facteur de mélange nouvellement établi est d'abord mémorisé. Le signal de fac- teur de mélange utilisé jusqu'alors, reste effectif jusqu'à une réaction suivante de la régulation-et c'est à ce moment seulement que le signal de facteur de mélange nouvellement établi est rendu effectif. Contrairement au premier mode de réalisation, il n'est donc pas nécessaire de calculer la valeur XL002. Pour obtenir le même effet, il suffit de différer l'emploi du signal de facteur de mélange nouvellement établi. En examinant l'ordinogramme de cette variante, on voit que dans le cas d'une réaction de la régulation, un signal de fac- teur de mélange E préfixé, doit être remplacé par un nouveau signal de facteur de mélange, éventuellement mémorisé à la suite d'un rajustement. Lors d'un rajustement de la consigne, la valeur XLO est déterminée comme décrit pour le premier mode de réalisation. En revanche, lors d'un rajustement du facteur de mélange, le signal de facteur de mélange employé jusqu'alors reste effectif et le nouveau signal de facteur de mélange est mémorisé et maintenu inopérant jusqu'à ce qu'il se produise une réaction de la régulation. La solution selon le deuxième mode de réalisation procure aussi bien les résultats recherchés que la solution selon le pre- mier mode de réalisation, ce qui sera démontré plus en détail dans ce qui va suivre. - A l'état stable (XL0 = 0), avant un rajustement de E, on LOO a w + XK XL = XL0+ (7) ce qui correspond à l'équation (2a) pour XLOO = 0 et E = 1 et l'équation (6) transformée pour E = E. Les états de départ pour les solutions des deux modes de réalisation sont les mêmes. E1 est à présent rajusté selon c1 + a, ce qui n'entraîne pas de changement dans le cas de la deuxième solution puisque la valeur E1 + LE devient seulement effective plus tard. Avec la première solution, on obtenait l'état suivant: w +XK -XL02 XL =XLO+ O2 (2b) selon (2a) LLO E1 + LE XLo002 = - - X)L0 (5a) D'o il résulte: w + X. +(XL - XLO) XL XLO 1 + LE (X -X LO) (1 + E) = w + X + (XL - XLO)L (XL XLO) w K w + XK X - X = - - XL LO E 2 X +w + XK L LO - E1 Donc, il ne se produit pas de changement dans ce cas non plus (voir l'équation (7)). Après une réaction consécutive de la réguàLtion (indice "nouveau", nouvel état stable avec XL002 = O) on obtient, pour les deux solutions w + XK X nouveau = XLO ± 1 + Es (2b) pour XL02 = 0 L LO-. + Lt L002 (6) transformée pour E =1 +. pour ú = ú1+. Pour résumer, on constate que les deux modes de réalisa- tion permettent de réduire les amplitudes de réglage avec un rajus- tement n'entraînant pas de réaction. Le premier inconvénient est évité. De plus, la régulation selon l'invention n'a pas non plus le deuxième inconvénient: XK se trouve seulement dans l'équation (2) et il n'est pas affecté-de E. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la régulation de relevages, en parti- culier de relevages sur des machines agricoles, comprenant un organe d'ajustement de consigne pour préfixer une (valeur de) con- signe (w), un capteur d'effort délivrant un signal représentatif de la valeur effective de l'effort ou signal d'effort effectif (XK) et un capteur de position délivrant un signal représentatif de la valeur effective de la position ou signal de position effective (XL), avec formation d'un signal de valeur effective globale (X) L par une combinaison logique, un organe d'ajustement de mélange par lequel l'influence du signal d'effort effectif (XK) sur le signal de position effective (XL) peut être réduite, ainsi qu'un régula- teur dans lequel l'écart de réglage est traité selon la différence entre la consigne (w) et la valeur effective globale (X) pour le contrâle ou la détermination d'une grandeur réglée, caractérisé en ce que le circuit logique pour la combinaison du signal d'effort effectif (XK) et du signal de position effective (XL), fournissant le signal de valeur effective globale (X), est réalisé de manière qu'un éLément formateur de différence (9) forme la différence entre le signal de position effective (XL) actuel et un signal de posi- LO tion effective de référence (XLo), s'établissant 3 la suite d'un rajustement de la consigne et mémorisé dans une mémoire (10) jusqu'au rajustement suivant de la consigne, ce qui produit un signal de différence par rapport à la position effective (XL - XLO), que le signal de différence par rapport à la position effective (XL - XLO) soit multiplié dans un élément multiplicateur (12) par un signal de facteur de mélange (O) provenant de l'organe d'ajustement de mélange (13), ce qui produit un signal de position effective pondéré ((XL - XLO).C), que le signal d'effort effectif *(XK) actuel (signal qui est négatif puisque les efforts de traction maximaux sont associés à la plus petite valeur de consigne w) soit déduit du signal de position effective pondéré ((XL - XLO).c) dans un élément formateur de différence (15), ce qui produit un signal de différence par rapport à la position effective pondéré ((XL - XLO).C XK), et que la somme de ce signal de différence par rapport à la position effective ((XL - XLO).ú - XK) et un signal de grandeur correctrice (XLoO) soit formée dans un élément de somma- tion (16), le-signal somme ((XL - XLO).E - XK + XLOO), ainsi formé, étant envoyé au régulateur (8,6) en tant que signal de valeur effective globale, le signal de position effective pondéré ((X - XL).E) ou l'un de ses facteurs ((XL - XL) ou.) étant mis L LO L LO à zéro (ligne 18) dans le circuit logique pendant la détermination du signal de position effective de référence (XLo) à la suite d'un rajustement de la consigne, la formation du signal de grandeur cor- rectrice (XL002), effectuée à chaque rajustement du signal de fac- teur de mélange (E), comportant la multiplication du signal de différence par rapport à la position effective (XL - XLO) par le signal de différence du rajustement du signal de facteur de mélange (.E: = E2 - E1) dans un élément multiplicateur (dans 25 et 26), ainsi que la déduction de ce signal ((XL - XLO).6), dans un été- ment formateur de différence (dans 25 et 26), d'un signal de gran- deur correctrice (XL01) déterminé avant le rajustement, si ce signal n'est pas encore efface, le signal de grandeur correctrice (XL002), ainsi déterminé, étant mémorisé dans une mémoire (22) jus- qu'à la réaction détectée suivante de la régulation puis mis à zéro (ligne 32). 2. Dispositif pour la régulation de relevages, en parti- culier de relevages sur des machines agricoles, comprenant un organe d'ajustement de consigne pour préfixer une (valeur de) con- signe (w), un capteur d'effort délivrant un signal représentatif de la valeur effective de l'effort ou signal d'effort effectif (XK) et un capteur de position délivrant un signal représentatif de la valeur effective de la position ou signal de position effective (XL), avec formation d'un signal de valeur effective globale (X) par une combinaison logique, un organe d'ajustement de mélange par lequel l'influence du signal d'effort effectif (XK) sur le signal de position effective (XL) peut être réduite, ainsi qu'un régula- teur dans lequel l'écart de réglage est traité selon la différence entre la consigne (w) et la valeur effective globale (X) pour le contrôle ou la détermination d'une grandeur réglée, caractérisé en ce que le circuit logique pour la combinaison du signal d'effort effectif (XK) et du signal de position effective (XL) fournissant le signal de valeur effective globale (X), est réalisé de manière qu'un élément formateur de différence forme la différence entre le signal de position effective (XL) actuel et un signal de posi- tion effective de référence (XLo), s'établissant à la suite d'un rajustement de la consigne et mémorisé dans une mémoire jusqu'au rajustement suivant de la consigne, ce qui produit un signal de différence par rapport à la position effective (XL - XLO), que le signal de différence par rapport à la position effective (XL - XLO) soit multiplié dans un élément multiplicateur par un signal de fac- teur de mélange C(E) provenant de l'organe d'ajustement de mélange, ce qui produit un signal de position effective pondéré ((XL - XLO).C), que le signal d'effort effectif (XK) actuel (signal qui est négat'if puisque les efforts de traction maximaux sont asso- ciés à la plus petite valeur de consigne w) soit déduit du signal de position effective pondéré (XL - XLO).E) dans un élément forma- teur de différence, ce qui produit un signal de différence par rap- port à la position effective pondéré CCXL - XLO).E - XK), lequel est envoyé au régulateur en tant que signal de valeur effective globale, le signal de position effective pondéré ((XL - XLO).E) ou l'un de ses facteurs (XL - XLO) ou ú) étant mis à zéro et le nouveau signal de facteur de mélange (C1 + ú), à la suite d'un rajustement, étant d'abord mémorisé seulement dans une mémoire et le signal de facteur de mélange utilisé jusqu'alors continuant à être mis à disposition pour la régulation, le nouveau signal de facteur de mélange (E1 + AE) étant utilisé pour la régulation à partir de la réaction détectée suivante de la régulation.