Brevet FR2849663A1 — publié le 20040709

PROCED DE CONTROLE D'UNE FONCTION D' L VATION/EXTENSION D'UN ENGIN DE TRAVAUX La présente invention concerne un procédé de contrôle d'un engin de travaux et plus particulièrement un procédé de contrôle de la fonction d'élévation/extension d'une chargeuse télescopique de matériau. Les engins de chargement de matériaux, tels que des chargeuses télescopiques de matériau se heurtent à des problèmes de stabilité au cours de leur fonctionnement. Ces engins présentent ces problèmes en raison de leur forte capacité de soulèvement, en particulier quand des charges lourdes sont trans10 portées. Ces problèmes sont encore plus difficiles à résoudre quand les chargeuses de matériau sont actionnées sur des sites de travaux qui présentent un sol irrégulier et sont encombrés de débris. De nombreuses chargeuses de matériau ont une grande garde au sol pour maintenir la plus grande partie de la machine 15 élevée par rapport au sol, en particulier les éléments qui s'étendent sur la largeur du véhicule, tels que des axes. Bien qu'une grande garde au sol facilite la manoeuvrabilité de la chargeuse de matériau, elle complique le problème de stabilité en raison de la position élevée du centre de gravité. Le 20 problème de stabilité est particulièrement aigu quand les chargeuses de matériau doivent élever des charges notables à des hauteurs importantes et se déplacer sur un terrain irrégulier tout en équilibrant la charge. Actuellement, quand on utilise des chargeuses de matériau sur des terrains ou des surfaces de travail irrégulières, 5 un gaspillage de la charge et la stabilité des engins sont parfois des problèmes opérationnels majeurs. Diverses tentatives ont été faites pour stabiliser les chargeuses de matériau dans de telles situations; un exemple en est décrit dans le brevet des tats-unis d'Amérique 3 937 339 délivré le 10 février 1976 10 de Geis et al., et cédé à Koehring Company Milwaukee, Wisconsin. Ce système de stabilisation utilise deux paires de commutateurs au mercure montées sur le corps de la machine, l'une des paires étant actionnée à un instant donné pour sélectionner entre des réglages grossier et fin. Le système fournit automatiquement, 15 par l'intermédiaire d'une électrovanne, un fluide sous pression à deux vérins pour équilibrer le corps de la machine en fonctionnement. Ce système permet des réglages pour réagir à un sol inégal quand on parcourt un site de travail et pendant une opération de soulèvement de charge. Toutefois, ce système peut 20 provoquer qu'une charge soit déversée par suite de réglages rapides, d'un contact par inadvertance avec un obstacle pendant le soulèvement, sans mentionner l'inconfort ressenti par un opérateur pendant un réglage, tandis qu'il parcourt un site de travail. La présente invention vise à pallier un ou plusieurs des problèmes exposés ci-dessus. Pour atteindre ces objets, la présente invention prévoit un procédé de contrôle de la fonction d'élévation/ extension d'un bras d'un engin de travaux, l'engin de travaux 30 comprenant un châssis longitudinal, un bras télescopique et un élément support. Ce procédé comprend les étapes consistant à détecter la pression aux deux extrémités d'au moins un vérin hydraulique disposé entre le châssis et l'élément support; comparer la pression détectée en réaction sur le au moins un 35 vérin hydraulique à une limite prédéterminée désirée; et commander l'élévation/extension du bras en réponse à la comparaison entre la pression détectée et la limite prédéterminée. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le procédé comprend la traduction de la différence entre la 5 pression détectée aux deux extrémités du vérin hydraulique en une force fournie en réaction par le vérin hydraulique. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la commande d'élévation/extension du bras comprend l'autorisation de la fonction d'élévation/extension si la force détectée 10 est en deçà de la limite prédéterminée. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la commande d'élévation/extension du bras inclut l'invalidation de la fonction d'élévation/extension si la force détectée n'est pas en deçà de la limite prédéterminée. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le procédé comprend l'autorisation de mettre à niveau automatiquement le châssis et jusqu'à ce que la force détectée soit en deçà de la limite prédéterminée. Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que 20 d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1 est une vue de côté d'un engin de travaux 25 mettant en oeuvre la présente invention; la figure 2 est une vue de face d'un engin de travaux mettant en oeuvre la présente invention; la figure 3 est un schéma illustrant une partie du circuit hydraulique de la présente invention; et la figure 4 est un organigramme illustrant diverses étapes de fonctionnement. Les figures 1 et 2 illustrent un engin de travaux tel qu'une chargeuse télescopique 10. On notera que la présente invention s'applique également à d'autres engins de travaux tels 35 que des engins forestiers et autres engins non liés à la cons- truction. De façon générale, l'engin de travaux 10 comprend un châssis 12 et un bras télescopique 14 monté à pivotement sur l'arrière du châssis 12 pour s'élever selon divers angles par rapport au châssis 12. Le bras télescopique 14 est étendu et 5 rétracté par un vérin hydraulique (non représenté) et est levé et abaissé par des vérins 15 (dont un seul se voit en figure 1). En outre, une cabine d'opérateur 16 est prévue d'un côté du châssis 12 et un groupe moteur 18 est prévu à l'opposé du bras 14 de sorte que le bras 14, quand il est abaissé, s'étend entre 10 la cabine 14 et le groupe moteur 18. Des éléments support avant et arrière tels que des axes 20, 22 sont montés à pivotement sur le châssis 12 pour un mouvement oscillant autour d'un point de pivotement 24 parallèle à la ligne centrale du châssis 12. Les axes 20, 22 portent des 15 roues avant et arrière 26 de même dimension, orientées par des vérins hydrauliques de façon connue. Au moins un vérin hydraulique 28 est relié à pivotement entre le châssis 12 et l'axe avant 20 et utilisé pour mettre à niveau le châssis 12 par rapport au sol, un vérin de chaque côté du point de pivotement 20 24 peut également être utilisé quand la machine 10 fonctionne sur un sol irrégulier. A titre de variante, certains engins de travaux comprennent un élément support 21 fixé au châssis 12. Comme cela est représenté en pointillés en figure 2, l'élément support 21 est une structure se déployant vers l'extérieur qui 25 comprend deux pattes 23 dont chacune est commandée par des vérins 27. On a représenté graphiquement sur la cabine 14 des figures 1 et 2 un module de commande électronique 29 qui sera décrit en détail ci-après. La figure 3 illustre une partie d'un circuit de stabi30 lisation latérale 30. Le circuit de stabilisation latérale 30 comprend une conduite d'alimentation 32 qui relie une source de fluide sous pression (non représentée) à une vanne de commande 34. Une conduite de retour 36 draine le fluide sous pression en retour à partir de la vanne de commande 34 vers un réservoir 35 (non représenté). La vanne de commande 34 est une électrovanne à quatre voies et trois positions prenant l'une quelconque de plusieurs configurations données qui est connectée au vérin hydraulique 28 par l'intermédiaire d'une conduite 40 et d'une conduite 42. On notera qu'au moins un des vérins hydrauliques 27 5 peut être utilisé à titre de variante sans sortir du domaine de l'invention. Dans chacune des conduites 40, 42 est disposée une vanne d'équilibrage 44. Dans cet exemple, la vanne d'équilibrage 44 est utilisée comme dispositif de sécurité qui comprend une entrée pilote 48 et un agencement de réglage de surpression 50. 10 La vanne d'équilibrage 44 disposée dans la conduite 42 comprend une ligne pilote 52 reliant l'entrée pilote 48 à la conduite 40 tandis que la vanne d'équilibrage 44 disposée dans la conduite 40 comprend une ligne pilote 52 reliant l'entrée pilote 48 à la conduite 42. Un clapet anti-retour 54 est disposé en parallèle 15 sur chacune des vannes d'équilibrage 44 de sorte que le fluide venant du vérin 28 est bloqué. Un dispositif de détection de pression 56 est disposé dans les conduites 40, 42 entre le vérin 28 et la vanne d'équilibrage 44. Un premier dispositif de détection de pression 56 est associé à l'extrémité de tête du vérin 20 28 et l'autre dispositif de détection de pression 56 est associé à l'extrémité de tige du vérin 28. Les dispositifs de détection de pression 56 sont par exemple des transducteurs de pression 58 qui sont connectés par des fils au contrôleur 30. En outre, un séparateur 60 qui assure une extraction vers une ligne de signal 25 61 est connecté aux conduites 40, 42, entre les vannes d'équilibrage 44 et la vanne de commande 34. La ligne de signal 61 envoie un signal de fluide représentatif de la charge à un contrôleur (non représenté) tel qu'un contrôleur de pompe, comme cela est bien connu. La figure 4 illustre un procédé de contrôle de la stabilité latérale d'un engin de travaux 10. Le contrôleur 30 reçoit des signaux de diverses entrées d'opérateur tel qu'une manette, un levier de commande, ou un dispositif d'entrée similaire (non représenté) requérant une opération désirée 35 d'élévation/extension du bras télescopique 14 et des dispositifs de détection de pression 56. Un bloc de calcul 62 calcule la force réelle fournie en réaction par le vérin hydraulique 27, 28 et compare cette force à une limite prédéterminée dans un bloc de décision 64. Si la force calculée par le bloc 62 n'est pas 5 supérieure à la limite prédéterminée, un bloc de commande 66 du contrôleur 30 permet aux signaux résultant des commandes d'opérateur (non représentées) d'assurer une pleine fonctionnalité du bras télescopique 14. Si la force calculée par le bloc 62 est supérieure à la limite prédéterminée, un bloc de commande 68 du 10 contrôleur 29 invalide les commandes de l'opérateur en ce qui concerne la fonction d'élévation/extension. Toutefois, la fonctionnalité d'abaissement/rétractation est encore autorisée. A ce stade, les options de l'opérateur sont fournies à un bloc de commande 70 et permettent à l'opérateur d'envoyer un signal par 15 une entrée d'opérateur (non représentée) pour requérir du contrôleur 30 qu'il envoie un signal vers la vanne de commande 34 pour un déplacement, autorisant un fluide sous pression à circuler vers le vérin hydraulique 28 ou au moins un des vérins hydrauliques 27. Application Industrielle En fonctionnement, une commande d'entrée d'élévation/ extension est fournie au contrôleur 30 par l'opérateur pour élever/étendre le bras télescopique 14. Pour élever/étendre le bras télescopique 14, le contrôleur 30 reçoit des signaux des 25 dispositifs de détection de pression 56. Le contrôleur 30 traduit les pressions, détectées sur l'extrémité de tige et l'extrémité de tête de l'un ou l'autre des vérins hydrauliques 27 ou du vérin hydraulique 28, en la force réelle fournie en réaction par le vérin hydraulique 27, 28 due à l'orientation 30 latérale de l'engin de travaux 10 dans le bloc de calcul 62. Le contrôleur 30 compare alors la force réelle fournie en réaction par le vérin hydraulique 27, 28 dans le bloc 62 et la compare à une force prédéterminée, représentative d'une position latérale sre de l'engin de travaux 10 dans le bloc de décision 64. Si 35 l'engin de travaux 10 se trouve être dans une orientation latérale sre, le bloc de commande 66 permet d'élever/étendre une charge (c'est-à-dire que les vérins 15 élèvent le bras télescopique 14 ou qu'un vérin étend le bras télescopique 14). Si l'engin de travaux 10 n'est pas dans une orientation latérale 5 sre, le bloc de commande 68 invalide la possibilité d'élever/étendre une charge de l'engin de travaux 10. Le bloc de commande 70 permet alors à l'opérateur de manoeuvrer le châssis 12 en fournissant une commande au vérin hydraulique 27, 28 pour positionner latéralement l'engin de travaux 10 en position 10 stable de sorte qu'une charge peut être élevée/étendue. Ou bien l'opérateur peut abaisser/rétracter le bras télescopique 14 et repositionner l'engin de travaux 10 dans une position latéralement stable. Au vu de ce qui précède, il est clair que le procédé 15 selon l'invention fournit un moyen de contrôle de la fonction d'élévation/extension d'un engin de travaux 10. Ce procédé est pour la plus grande partie automatique mais permet une intervention de l'opérateur de façon à mettre à niveau le châssis 12 de la machine 10 par rapport à l'horizontale de façon à ne pas 20 mettre la charge ou la machine dans une situation instable. REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle de la fonction d'élévation/ extension d'un bras d'un engin de travaux (10), l'engin de travaux (10) comprenant un châssis longitudinal (12), un bras 5 télescopique (14) et un élément support (21), ce procédé comprenant les étapes suivantes: détecter la pression aux deux extrémités d'au moins un vérin hydraulique (27) disposé entre le châssis (12) et l'élément support (21) ; comparer la pression détectée en réaction sur le au moins un vérin hydraulique (27) à une limite prédéterminée désirée; et commander l'élévation/extension du bras en réponse à la comparaison entre la pression détectée et la limite prédéter15 minée. 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant la traduction de la différence entre la pression détectée aux deux extrémités du vérin hydraulique (27) en une force fournie en réaction par le vérin hydraulique (27). 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la commande d'élévation/extension du bras comprend l'autorisation de la fonction d'élévation/extension si la force détectée est en deçà de la limite prédéterminée. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la 25 commande d'élévation/extension du bras inclut l'invalidation de la fonction d'élévation/extension si la force détectée n'est pas en deçà de la limite prédéterminée. 5. Procédé selon la revendication 4, comprenant l'autorisation de mettre à niveau automatiquement le châssis (12) et 30 jusqu'à ce que la force détectée soit en deçà de la limite prédéterminée.