Brevet FR2736243A1 — publié le 19970110

Dispositif et procédé de mesure du débit de produit récolté dans une machine agricole L'invention concerne une machine agricole pour le ramassage et le traitement de produits de récolte, notamment une ensileuse mobile, équipée d'un dispositif permettant de mesurer le débit de produit récolté. Les ensileuses sont utilisées pour hacher de l'herbe, du maïs ou d'autres produits de récolte afin de les transformer en fourrage ou de les utiliser d'une autre manière. Pour le réglage de la vitesse d'avancement d'une machine agricole, on connaît, par exemple par le document DB-P 11 99 039, des dispositifs qui mesurent la charge relative de composants de la machine et dérivent de celle-ci une valeur de réglage de la vitesse d'avancement. La revue "Grundlagen der Landtechnik", volume 16 (1966) N 2, page 45, énumère différents emplacements de mesure possibles sur les organes de coupe, sur les organes d'amenée et sur les organes de battage d'une moissonneuse-batteuse, pour la détermination du débit. Il est propose entre autres d'utiliser comme valeur de mesure le placement de la chaîne transporteuse inclinée. La demande de brevet GB 2 155 666 décrit une ensileuse automotrice, dans laquelle le débit de produit de récolte est mesuré en fonction de la vitesse d'avancement de la machine, de la vitesse de rotation du tambour hacheur et du couple nécessaire à l'entraînement dudit tambour. Les points de mesure proposés pour déterminer un débit dans les moissonneuses-batteuses ne sont pas directement transposables sur une ensileuse mobile, soit parce que l'on utilise sur celle-ci des composants différents qui ne sont pas comparables avec ceux d'une moissonneuse-batteuse, soit parce que l'on utilise des composants qui certes sont semblables, mais qui du fait de l'environnement technique ne remplissent pas des fonctions comparables. Pour autant que l'on retient comme points de mesure le déplacement de la chaîne trans- porteuse inclinée ou d'un convoyeur vibrant incliné, les valeurs de mesure sont toujours transmises à une régulation relative de la vitesse d'avancement. Les exigences actuelles en ce qui concerne la précision de la mesure du débit sont rendues encore plus sévères par le fait que l'on souhaite disposer d'une valeur de mesure par fraction de parcelle, en tant que grandeur de référence pour la prise de décisions touchant à la culture. Des signaux relatifs de ce type ne sont pas suffisants pour de telles utilisations des résultats de mesure. Les valeurs mesurées avec les moyens proposés, aux emplacements proposés, sont trop imprécises pour que l'on puisse en dériver une valeur absolue correcte. La mesure du couple au niveau du tambour hacheur, proposée pour une ensileuse mobile, ne permet pas elle non plus d'obtenir une valeur de débit précise. En effet, plusieurs facteurs influent sur le couple nécessaire pour l'entraînement du tambour hacheur, par exemple la tension et le glissement de la courroie d'entraînement, l'affûtage des couteaux, le jeu entre les couteaux et la contre-lame, la nature et l'humidité du produit de récolte ou encore le graissage et l'usure des paliers du tambour. Si l'on veut tenir compte de tous ces facteurs, il est difficile de trouver un emplacement de mesure pour déterminer le débit. L'invention a pour objectif un dispositif de mesure du débit de produit de récolte dans une ensileuse mobile, dans lequel les empla- cements de mesure retenus permettent de mesurer avec une précision aussi grande que possible le débit absolu de produit de récolte. Cet objectif est atteint conformément à l'invention par le fait que le dispositif de mesure de débit comporte un élément qui trans- forme en une valeur de signal le déplacement vertical d'au moins un rouleau de précompression provoqué par l'admission du produit de récolte, qu'un second élément mesure la vitesse d'écoulement du flux de produit à travers la machine et transforme la valeur de mesure en une valeur de signal et que les deux valeurs de signal sont transmises en continu à un microprocesseur qui les transforme en une valeur de débit absolu. Selon un agencement préféré de l'invention, la valeur de signal pour le déplacement vertical d'au moins un rouleau de précom- pression est générée par un potentiomètre qui est relié à un rouleau de précompression par l'intermédiaire d'un système de leviers, la rotation de l'axe du potentiomètre provoquée par le système de leviers étant transformée en une tension proportionnelle. Le rouleau dont on mesure le déplacement doit être situé le plus loin possible dans le canal de précompression. Le signal pour la vitesse d'écoulement du produit à travers la machine est généré par au moins un capteur de vitesse de rotation associé de manière directe ou indirecte à un rouleau de précompres- sion. Le capteur de vitesse de rotation peut être formé de moyens connus, tels que par exemple un capteur inductif, un moteur-généra- teur tachymétrique, un capteur de Hall, un contact de Reed ou un barrage photoélectrique. Le capteur inductif permet de mesurer des fractions de révolution, par exemple un demi-tour. Dans les cas o la surface des rouleaux de transfert n'est pas lisse, on utilise pour le calcul de la vitesse d'écoulement du produit de récolte le diamètre moyen actif du rouleau de transfert dont on mesure la vitesse. En ce qui concerne la conception de l'électronique pour la mesure du débit, il est avantageux de mesurer en continu, avec une fréquence de palpage élevée > 100 Hz, le déplacement des rouleaux de compression et de transmettre le signal obtenu à un circuit adapté de calcul de la moyenne, de manière à obtenir un signal régulier de rendement. Le signal de rendement peut être enregistré sur un ordi- nateur de bord ou un support de données autre, en même temps que la position correspondante de l'ensileuse mobile. L'enregistrement peut être réalisé au choix, soit à une cadence donnée, soit après une distance parcourue donnée, soit en fonction de l'ampleur de la variation du signal de débit. Pour corriger le débit mesuré et le débit calculé, il est pro- posé conformément à un autre agencement de l'invention de corriger la valeur déterminée en recourant à des moyens supplémentaires connus de détection de la charge, tels que par exemple la mesure du couple du tambour hacheur, de l'ensemble de coupe et de ramassage ou du mo- teur ou encore la mesure du glissement de la courroie d'entraînement. Ainsi, on peut utiliser pour la détermination du couple du moteur, la chute mesurée de la vitesse de rotation du moteur ou bien déterminer et exploiter le débit d'injection d'un régulateur électronique du moteur. Etant donné que la charge des éléments de machine surveillés par les capteurs de mesure de charge varie en fonction de l'affûtage des couteaux, lequel évolue dans le temps, il est nécessaire pour asso- cier une charge mesurée à un débit concret, d'adapter en continu, en fonction de l'affûtage des couteaux du dispositif hacheur, la corré- lation entre les valeurs de mesure délivrées par les capteurs de mesure de la charge et le dispositif de mesure de débit. Dans le procédé de mesure du débit conforme à l'invention, un microprocesseur utilise pour le calcul du débit dans une zone, dans laquelle le déplacement vertical mesuré d'un rouleau de précompres- sion se situe au-delà de valeurs seuils définies correspondant aux butées supérieure et inférieure, uniquement les valeurs de signal déter- minées par le dispositif de mesure de débit, tandis que dans la zone entre les seuils définis, dans laquelle le déplacement mesuré du rou- leau de précompression se rapproche des butées supérieure et inférieu- re ou atteint celles-ci, le microprocesseur combine les valeurs de si- gnal livrées par le dispositif de mesure de débit avec les valeurs de mesure déterminées par les capteurs de mesure de la charge. Le micro- processeur peut en outre adapter en continu, en fonction de l'affûtage des couteaux du dispositif de hacheur, la corrélation entre les valeurs de mesure des capteurs de mesure de la charge et celles du dispositif de mesure de débit. Le microprocesseur peut encore, lorsque le dépla- cement mesuré d'un rouleau de précompression se rapproche des zones des valeurs seuils définies, dans lesquelles les valeurs de signal déter- minés par le dispositif de mesure de débit sont combinées aux valeurs de mesure délivrées par les capteurs de mesure de la charge, calculer un facteur de correction dérivé des valeurs de mesure des capteurs de mesure de la charge, qui, dès que les seuils définis du déplacement mesuré d'un rouleau de précompression sont atteints, est utilisé comme facteur de calcul. Le dispositif conforme à l'invention permet avec des moyens peu côuteux d'obtenir une valeur précise pour le débit réel de produit de récolte transitant par la machine. Les composants retenus présen- tent une grande fiabilité et n'exigent que peu d'entretien. La valeur de débit calculée par le microprocesseur peut aisément être traitée ou mise en mémoire par des systèmes subordonnés d'affichage ou de ges- tion de la machine. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit ci-après de manière détaillée en faisant référence aux dessins. Ceux-ci mon- trent: figure 1, une ensileuse mobile en vue de côté, figure 2, une vue agrandie du dispositif selon l'invention, figure 3, une représentation schématique de différentes étapes d'un procédé pour le calcul très précis du débit absolu. L'ensileuse (1) mobile représentée à la figure 1 comporte un dispositif d'alimentation (2) constitué de plusieurs rouleaux (3) de pré- compression. Le produit de récolte est amené du dispositif de ramas- sage non représenté dans l'intervalle (4) défini par des rouleaux (3) de précompression disposés en vis-à-vis. Le produit circule dans l'inter- valle (4) formé par des rouleaux (3) de précompression disposés au- dessus et en-dessous du flux de produit, en direction du tambour hacheur (5); le produit de récolte est coupé par le tambour hacheur et envoyé dans le canal de déchargement (6). Sur la figure 2, un système de leviers (8) est monté sur le rouleau (7) de précompression, lequel système de leviers transmet le déplacement vertical du rouleau (7) de précompression à l'axe (9) du potentiomètre (10). La tension proportionnelle délivrée par le poten- tiomètre est transformée en une valeur de signal qui est transmise au microprocesseur (12) par l'intermédiaire de la ligne (11). De même le capteur inductif (13) produit une valeur de signal dérivée de la vitesse de rotation du rouleau (14) de précompression qui est transmise au microprocesseur (12) par l'intermédiaire de la ligne (15). Dans le microprocesseur (12) on calcule, à partir des valeurs de signal obte- nues pour le volume et la vitesse, le débit de produit admis dans la machine pendant un intervalle de temps de référence. Les données cal- culées de débit de produit peuvent être transmises par l'intermédiaire de la ligne (16) à des systèmes d'affichage ou à des systèmes de ges- tion subordonnés de la machine. En plus des valeurs de signal pour le volume et la vitesse, des valeurs de signal (17) d'un ou de plusieurs capteurs connus de mesure de la charge peuvent être transmises au microprocesseur (12); les capteurs de mesure de la charge peuvent être par exemple un sys- tème de mesure de couple du tambour hacheur, du dispositif de ramas- sage ou du moteur ou bien un dispositif de mesure du glissement de la courroie d'entraînement du tambour hacheur, le glissement étant obtenu par la différence entre la vitesse de consigne et la vitesse réelle mesurée par les capteurs de vitesse du moteur et du tambour hacheur. Ces valeurs de signal (17) peuvent être utilisées comme valeurs de correction dans les zones de valeurs seuils dans lesquelles le déplace- ment mesuré d'un rouleau (7) de précompression se rapproche des butées supérieure et inférieure ou atteint celles-ci. Une valeur de cor- rection est nécessaire car, dans le cas d'un déplacement du rouleau (7) de précompression dans la région de la butée inférieure ou dans le cas d'un contact dudit rouleau (7) de précompression avec ladite butée inférieure, la quantité de produit de récolte admise dans l'intervalle (4) délimité par les rouleaux (7) de précompression peut éventuelle- ment être insuffisante pour pouvoir remplir complètement la section de l'intervalle (4). La valeur de mesure déterminée à partir du volume et de la vitesse mesurés ferait alors apparaître un rendement trop élevé, tandis que dans le cas d'un déplacement du rouleau (7) de précompres- sion dans la région de la butée supérieure ou d'un contact du rouleau (7) de précompression avec ladite butée supérieure, un effet de com- pression supplémentaire s'exercerait sur le produit de récolte avec pour conséquence un débit effectif de produit de récolte supérieur à la valeur de mesure déterminée à partir du volume et de la vitesse. Dans ces zones limites, la prise en compte de valeurs de mesure pour la charge de différents éléments de la machine permet d'obtenir un résultat de mesure plus précis. La figure 3 montre à titre d'exemple, de manière schéma- tique les étapes pouvant être utilisées par un procédé de détermination précise du débit absolu de produit de récolte. Sur l'axe des X est porté, en %, le déplacement mesuré d'un rouleau (7) de précompression. Alors que le microprocesseur, dans la zone I - de préférence entre 10 et 90% -, utilise exclusivement pour le calcul du débit absolu les valeurs de signal mesurées par le dispositif de mesure de débit, le microprocesseur corrige à l'aide des valeurs de mesure fournies par les capteurs de mesure de la charge les valeurs du dispositif de mesure de débit dans les zones II - de préférence entre 0 et 10 % - et HI - de pré- férence entre 90 et 100 % -. Pour une interprétation correcte, les valeurs de mesure obtenues avec les capteurs de charge doivent être associées à la corrélation adaptée en continu, en fonction de l'affûtage des couteaux du dispositif de hachage, entre les valeurs de mesure fournies par les capteurs de mesure de la charge et celles fournies par le dispositif de mesure de débit, avant d'être utilisés comme valeur de correction. Pour éviter un calcul du facteur de correction seulement lors- que le rouleau (7) de précompression entre dans les zones II et III des valeurs seuils définies, il est proposé conformément à un autre agence- ment de l'invention de déterminer le facteur de correction dès que le déplacement du rouleau de précompression se rapproche du seuil fixé. De préférence le calcul du facteur de correction sera réalisé à l'inté- rieur de la zone I dans les plages de déplacement de 10 % à 30 % et de % à 90%. REVENDICATIONS 1. Machines agricoles pour le ramassage et le traitement de produits de récolte, notamment ensileuse mobile, comprenant un châs- sis, des dispositifs d'entraînement, un ensemble de coupe et de ramas- sage ainsi qu'une unité de traitement composée de rouleaux (3;7,14) de précompression, d'au moins un tambour hacheur (5) et d'un dispositif de déchargement (6) ainsi que d'un dispositif de mesure du débit de produit de récolte traversant la machine, caractérisée par le fait que le dispositif de mesure de débit comporte un élément (10) qui transforme en une valeur de signal le déplacement vertical d'au moins un rouleau (7) de précompression provoqué par le produit de récolte admis et un second élément (13) qui mesure la vitesse d'écoulement du flux de produit traversant la machine et transforme la valeur de mesure en une valeur de signal, et que les deux valeurs de signal sont transmises en continu à un microprocesseur (12) qui convertit lesdites valeurs en une valeur de débit absolu. 2. Machine agricole selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la valeur de signal pour le déplacement vertical d'au moins un rouleau (7) de précompression est générée par un potentiomètre (10) qui est relié à un rouleau (7) de précompression par l'intermé- diaire d'un système de leviers (8), la rotation de l'axe (9) de potentio- mètre provoquée par le système de leviers (8) étant transformée en une tension proportionnelle par le potentiomètre (10). 3. Machine agricole selon la revendication 1 ou 2, caractéri- sée par le fait que le rouleau de précompression dont on mesure le déplacement est un rouleau placé le plus loin possible vers l'arrière dans le canal de précompression. 4. Machine agricole selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisée par le fait que la valeur de signal pour la vitesse d'écoulement du produit à travers la machine est générée par au moins un capteur de vitesse de rotation (13) qui est associé de manière directe ou indirecte à un rouleau de précompression. 5. Machine agricole selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisée par le fait que le capteur de vitesse de rotation est un capteur inductif qui mesure des fraction de révolution. 6. Machine agricole selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5 pourvue d'un rouleau de transfert à surface non lisse, carac- térisée par le fait que, pour le calcul de la vitesse d'écoulement du produit de récolte, on part du diamètre actif moyen du rouleau de transfert, dont on mesure la vitesse. 7. Machine agricole selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, caractérisée par le fait que l'on mesure le déplacement des rouleaux de précompression en continu, avec une fréquence de palpage élevée, de préférence supérieure à 100 Hz, et que l'on envoie le signal à un système adapté de calcul de moyenne de manière à obtenir un signal de rendement régulier. 8. Machine agricole selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisée par le fait que l'on enregistre le signal de ren- dement et la position de l'ensileuse sur un ordinateur de bord et/ou sur un support de données autre. 9. Machine agricole selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 8, caractérisée par le fait que l'enregistrement est réalisé soit selon un rythme défini, soit après une distance parcourue prédétermi- née, soit en fonction de la valeur des variations du signal de débit. 10. Machine agricole selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 9, caractérisée par le fait qu'on corrige la valeur mesurée à l'aide de système de capteurs supplémentaires connus de mesure de la charge, par exemple de mesure du couple du tambour hacheur, de l'ensemble de ramassage ou du moteur ou de mesure du glissement de la courroie d'entraînement du tambour hacheur. 11. Machine agricole selon la revendication 10, caractérisée par le fait que l'on utilise comme grandeur pour la mesure du couple du moteur la diminution de la vitesse de rotation du moteur. 12. Machine agricole selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisée par le fait que l'on utilise et on exploite comme grandeur pour la mesure du couple du moteur le débit d'injection d'un régulateur électronique du moteur. 13. Machine agricole selon l'une quelconque des revendica- tions 10 à 12, caractérise par le fait que l'on adapte en continu, en O10 fonction de l'affûtage variable des couteaux du dispositif de hachage, la corrélation entre les valeurs de mesure obtenues avec les capteurs de mesure de la charge et celles du dispositif de mesure de débit. 14. Procédé de mesure du débit de produit de récolte dans une machine agricole, notamment dans une ensileuse mobile, comportant un châssis, des dispositifs d'entraînement, un ensemble de coupe et de ramassage ainsi qu'une unité de traitement composée de rouleaux de précompression, d'au moins un tambour hacheur et d'un dispositif de décharge ainsi que d'un dispositif de mesure du débit de produit de récolte dans la machine, caractérisé par le fait qu'un microprocesseur utilise pour le calcul du débit, dans une zone dans laquelle le déplace- ment vertical mesuré d'un rouleau de précompression se situe au-delà de valeurs seuils définies correspondant aux butées supérieure et infé- rieure, exclusivement les valeurs de signal déterminées par le disposi- tif de mesure de débit et dans les zones entre les valeurs seuils défi- nies, dans lesquelles le déplacement d'un rouleau de précompression se rapproche de la butée supérieure ou de la butée supérieure ou atteint celles-ci, combine les valeurs de signal déterminées par le dispositif de mesure de débit et les valeurs de mesure déterminées par les cap- teurs de mesure de la charge. 15. Procédé selon la revendication 15, caractérisé par le fait qu'un microprocesseur adapte en continu, en fonction de la variation de l'affûtage des couteaux du tambour hacheur, la corrélation entre les valeurs de mesure déterminées par les capteurs de mesure de la charge et celles déterminées par le dispositif de mesure de débit. 16. Procédé selon la revendication 15 ou 16, caractérisé par le fait que, lorsque le déplacement mesuré se rapproche des zones de valeurs seuils définies, dans lesquelles les valeurs de signal détermi- nées par le dispositif de mesure de débit sont combinées aux valeurs de mesure déterminées par les capteurs de mesure de la charge, un microprocesseur calcule un facteur de correction dérivé des valeurs de mesure déterminées par les capteurs de mesure de la charge, qui est utilisé comme facteur de calcul lorsque les valeurs seuils définies pour le déplacement d'un rouleau de précompression sont atteintes.